iOS之方法变换（Method Swizzling）

方法变换：（Method Swizzling）

先来看看swizzle的意思：（用酒棒等）搅和

在计算机学科中，指针变换（pointer swizzling）是指将基于名字或位置的引用转变为直接的指针引用。 然而在Objective-C中，这个词的起源并不完全知道，但关于这一借鉴其实也很好理解，method swizzling可以通过选择器来改变它引用的函数指针。

Method swizzling指的是改变一个已存在的选择器对应的实现的过程，它依赖于Objectvie-C中方法的调用能够在运行时进改变——通过改变类的调度表（dispatch table）中选择器到最终函数间的映射关系。

C语言是静态语言，它的工作方式是通过函数调用，这样在编译时我们就已经确定程序如何运行的。

Objective-C是动态语言，它并非通过调用类的方法来执行功能，而是给对象发送消息，对象在接收到消息之后会去找匹配的方法来运行。这种做法就把C语言在编译时的工作挪到了运行时来做，可以获得额外的灵活性。

      Objective-C中有个@selector，在很多地方被翻译成“选择器”。实际上，对于类的实例对象来说，类的方法是用一个数字来代表的，并非是我们看到的一串字符串。通过这个@selector就可以把这个方法的名字转成所对应的数字。当一个类确定后，实际上每个方法的@selector的值就是固定的。

假设我们有个A方法，那么@selector(A)就是一个数字，我们的对象在接收到一个消息后就去查找对应的方法并运行；

如果我们把@selector(B)的数字换成了原来@selector(A)的数字，那么此时对象虽然受到A消息，但会去运行B方法！

      在iOS中，这是完全可以实现的，那么我们什么时候会需要这么做呢？我觉得有2个时候：

1. **，毋庸讳言，这绝对是**的利器，不解释了。

2. 在开发调试过程中，如果你对某个库里的方法不确定或者觉得需要扩展的时候，你可以自己写一个去代替它。因为Objective-C是有Category的，所以扩展功能没啥必要，但调试时增加一些打印语句是很方便实际的。

     举个例子，NSString里面的lowercaseString方法，如果我不太清楚这个方法都干了什么，我就可以自己写个方法来替换它，这个方法里面增加打印语句，这样log里面就一目了然了。

     首先需要增加一个NSString的Category

[objc] view plain copy

1. @interface NSString (wzTest)  
2.   
3. - (NSString*)myLowerString;  
4.   
5. @end  
6.   
7. @implementation NSString (wzTest)  
8.   
9. - (NSString*)myLowerString  
10. {  
11.     NSString *lowerString = [self myLowerString];  
12.     NSLog(@"%@ => %@", self, lowerString);  
13.     return  lowerString;  
14. }  
15.   
16. @end  

      这里有一个地方解释一下，在myLowerString方法里面，看起来递归调用了自身。但是，我们会用原来的lowercaseString方法去替换自己写的myLowerString方法，所以这里并没有调用自身，而是调用了原来的lowercaseString方法。这点请注意一下。    

      其次替换系统原来的lowercaseString方法，使用runtime里面的方法。

[objc] view plain copy

1. Method originalMethod = class_getInstanceMethod([NSString class], @selector(lowercaseString));  
2. Method swapMethod = class_getInstanceMethod([NSString class], @selector(myLowerString));  
3. method_exchangeImplementations(originalMethod, swapMethod);  
4. NSString *testStr = @"thIs is THE Test STRING";  
5. NSLog(@"lowerString of testStr=%@", [testStr lowercaseString]);  

      我们来看一下log的结果：

2014-05-29 22:17:55.514 testTableView[1582:a0b] thIs is THE Test STRING => this is the test string

2014-05-29 22:17:55.514 testTableView[1582:a0b] lowerString of testStr=this is the test string

      我们可以看到，系统中使用是继续使用lowercaseString方法的，不过实际执行的是我们新增的方法。当你不需要这样做的时候，关闭method swizzling方法就可以恢复了。

      我们的例子中是增加了打印语句，实际上还可以做更多地操作。这在用第三方库调试的时候是非常有用的一个方法，可以很方便的查看变量的内容或做一些其他工作。调试结束后，关闭method swizzling就可以正常的工作。

需求

就拿我们公司项目来说吧，我们公司是做导航的，而且项目规模比较大，各个控制器功能都已经实现。突然有一天老大过来，说我们要在所有页面添加统计功能，也就是用户进入这个页面就统计一次。我们会想到下面的一些方法：

方案1：手动添加

直接简单粗暴的在每个控制器中加入统计，复制、粘贴、复制、粘贴...
上面这种方法太Low了，消耗时间而且以后非常难以维护，会让后面的开发人员骂死的。

方案2：继承

我们可以使用OOP的特性之一，继承的方式来解决这个问题。创建一个基类，在这个基类中添加统计方法，其他类都继承自这个基类。

然而，这种方式修改还是很大，而且定制性很差。以后有新人加入之后，都要嘱咐其继承自这个基类，所以这种方式并不可取。

方案3：Category

我们可以为UIViewController建一个Category，然后在所有控制器中引入这个Category。当然我们也可以添加一个PCH文件，然后将这个Category添加到PCH文件中。

我们创建一个Category来覆盖系统方法，系统会优先调用Category中的代码，然后在调用原类中的代码。

我们可以通过下面的这段伪代码来看一下：

#import "UIViewController+EventGather.h"
@implementation UIViewController (EventGather)
- (void)viewDidLoad {
   NSLog(@"页面统计:%@", self);
}
@end

方案4：Method Swizzling

Method Swizzling本质上就是对IMP和SEL进行交换。

Method Swizzling原理

Method Swizzing是发生在运行时的，主要用于在运行时将两个Method进行交换，我们可以将Method Swizzling代码写到任何地方，但是只有在这段Method Swilzzling代码执行完毕之后互换才起作用。

而且Method Swizzling也是iOS中AOP(面相切面编程)的一种实现方式，我们可以利用苹果这一特性来实现AOP编程。

首先，让我们通过两张图片来了解一下Method Swizzling的实现原理

图一

图二

上面图一中selector2原本对应着IMP2，但是为了更方便的实现特定业务需求，我们在图二中添加了selector3和IMP3，并且让selector2指向了IMP3，而selector3则指向了IMP2，这样就实现了“方法互换”。

在OC语言的runtime特性中，调用一个对象的方法就是给这个对象发送消息。是通过查找接收消息对象的方法列表，从方法列表中查找对应的SEL，这个SEL对应着一个IMP(一个IMP可以对应多个SEL)，通过这个IMP找到对应的方法调用。

在每个类中都有一个Dispatch Table，这个Dispatch Table本质是将类中的SEL和IMP(可以理解为函数指针)进行对应。而我们的Method Swizzling就是对这个table进行了操作，让SEL对应另一个IMP。

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Method Swizzling使用

在实现Method Swizzling时，核心代码主要就是一个runtime的C语言API：

OBJC_EXPORT void method_exchangeImplementations(Method m1, Method m2) 
 __OSX_AVAILABLE_STARTING(__MAC_10_5, __IPHONE_2_0);

实现思路

就拿上面我们说的页面统计的需求来说吧，这个需求在很多公司都很常见，我们下面的Demo就通过Method Swizzling简单的实现这个需求。

我们先给UIViewController添加一个Category，然后在Category中的+(void)load方法中添加Method Swizzling方法，我们用来替换的方法也写在这个Category中。由于load类方法是程序运行时这个类被加载到内存中就调用的一个方法，执行比较早，并且不需要我们手动调用。而且这个方法具有唯一性，也就是只会被调用一次，不用担心资源抢夺的问题。

+ (void) load方法，是所有NSObject子类都具备的用于运行时加载处理的一个类方法，详细说明如下：

定义Method Swizzling中我们自定义的方法时，需要注意尽量加前缀，以防止和其他地方命名冲突，Method Swizzling的替换方法命名一定要是唯一的，至少在被替换的类中必须是唯一的。

#import "UIViewController+swizzling.h"
#import <objc/runtime.h>
@implementation UIViewController (swizzling)

+ (void)load {
    // 通过class_getInstanceMethod()函数从当前对象中的method list获取method结构体，如果是类方法就使用class_getClassMethod()函数获取。
    Method fromMethod = class_getInstanceMethod([self class], @selector(viewDidLoad));
    Method toMethod = class_getInstanceMethod([self class], @selector(swizzlingViewDidLoad));
    /**
     *  我们在这里使用class_addMethod()函数对Method Swizzling做了一层验证，如果self没有实现被交换的方法，会导致失败。
     *  而且self没有交换的方法实现，但是父类有这个方法，这样就会调用父类的方法，结果就不是我们想要的结果了。
     *  所以我们在这里通过class_addMethod()的验证，如果self实现了这个方法，class_addMethod()函数将会返回NO，我们就可以对其进行交换了。
     */
    if (!class_addMethod([self class], @selector(swizzlingViewDidLoad), method_getImplementation(toMethod), method_getTypeEncoding(toMethod))) {
        method_exchangeImplementations(fromMethod, toMethod);
    }
}

// 我们自己实现的方法，也就是和self的viewDidLoad方法进行交换的方法。
- (void)swizzlingViewDidLoad {
    NSString *str = [NSString stringWithFormat:@"%@", self.class];
    // 我们在这里加一个判断，将系统的UIViewController的对象剔除掉
    if(![str containsString:@"UI"]){
        NSLog(@"统计打点 : %@", self.class);
    }
    [self swizzlingViewDidLoad];
}
@end

看到上面的代码，肯定有人会问：楼主，你太粗心了，你在swizzlingViewDidLoad方法中又调用了[self swizzlingViewDidLoad];，这难道不会产生递归调用吗？

答：然而....并不会。Method Swizzling的实现原理可以理解为”方法互换“。假设我们将A和B两个方法进行互换，向A方法发送消息时执行的却是B方法，向B方法发送消息时执行的是A方法。

例如我们上面的代码，系统调用UIViewController的viewDidLoad方法时，实际上执行的是我们实现的swizzlingViewDidLoad方法。而我们在swizzlingViewDidLoad方法内部调用[self swizzlingViewDidLoad];时，执行的是UIViewController的viewDidLoad方法。