iOS底层原理：Method Swizzling原理和注意事项

2022-03-29 本文已影响0人蒲公英少年带我飞

Method Swizzling 是什么？

Method Swizzling的含义是方法交换，其核心内容是使用runtime api在运行时将一个方法的实现替换成另一个方法的实现。我们利用它可以替换系统或者我们自定义类的方法实现，进而达到我们的特殊目的，这就是我们常说的iOS黑魔法。

本文Demo地址：Github-JQMethodSwizzling

Method Swizzling 原理

OC方法在底层是通过方法编号SEL和函数实现IMP一一对应进行关联的。打个比方，OC类好比一本书，SEL就像是书中的目录，IMP相当于每条目录所对应的页码。关系如图所示：

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方法交换的代码如下：

    Method oriMethod = class_getInstanceMethod(cls, oriSEL);
    Method swiMethod = class_getInstanceMethod(cls, swiSEL);
    method_exchangeImplementations(oriMethod, swiMethod);

交换后的关系如图所示：

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从上述方法交换可以看出：

交换的是两者的方法实现，也就是说调用oriSEL方法时，最终走的方法实现是swiIMP；调用swiSEL方法时，最终走的方法实现是oriIMP。
由此可见，在进行方法交换操作时，如果交换代码调用了两次或多次（2的倍数），就会导致方法实现又交换了回去，相当于交换了个寂寞，所以交换代码建议放在单例下进行来保证方法交换的有效性。

方法交换在使用中的递归调用分析

首先，我们来创建一个JQStudent类，类中有两个实例方法，jq_studentInstanceMethod和studentInstanceMethod；然后，在load方法中对两个方法进行交换；最后，jq_studentInstanceMethod的实现中再次调用jq_studentInstanceMethod方法。

代码实现如下图：

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我们看到，这里会在jq_studentInstanceMethod方法中再次调用该方法，会不会引起递归调用呢？

运行结果如下图：

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从运行结果看，并没有引起递归。这是因为进行方法交换后，在执行[st studentInstanceMethod]时，实际上找到的是jq_studentInstanceMethod的方法实现，而jq_studentInstanceMethod方法实现中又执行[self jq_studentInstanceMethod]，同样是因为方法交换，此时jq_studentInstanceMethod的方法实现也已经指向了studentInstanceMethod，所以并不会引起递归调用。相反，如果我们在jq_studentInstanceMethod方法中调用了[self studentInstanceMethod]才是会引起递归调用的，小伙伴们一定要注意！！！
流程如下图：

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在实际的开发中，我们常采用这种方式对业务流程中的一些关键方法进行方法交换（俗称hook），从而达到不影响业务流程的情况下完成一些信息的收集工作，而这种方式则被称为AOP（Aspect Oriented Programming，面向切面编程）。AOP是一种编程的思想，区别于OOP（Object Oriented Programming，面向对象编程）。其实OOP和AOP都是一种编程的思想，只不过OOP编程思想更加倾向于对业务模块的封装，划分出更加清晰的逻辑单元。而AOP则是面向切面进行提取封装，提取各个模块中的公共部分，提高模块的复用率，降低业务之间的耦合性。

方法交换的坑点和分析

坑点一：交换父类的方法

我们还在刚才的Demo中来演示，现在有一个JQStudent类了，再创建一个JQPerson类，让JQStudent继承JQPerson，在JQPerson类添加一个实例方法personInstanceMethod，在JQStudent类的load方法中将jq_studentInstanceMethod方法和父类中的personInstanceMethod方法进行交换。

实现代码如下图：

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运行结果如下图：

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从上面的结果可以看到：

子类JQStudent对象调用父类JQPerson的方法personInstanceMethod，消息发送会通过方法查找从而找到父类方法并调用。
但是此时父类JQPerson中的方法personInstanceMethod对应的方法实现已经被交换成了子类JQStudent的jq_studentInstanceMethod，因此会执行子类的jq_studentInstanceMethod方法实现。
同理，此时子类中调用jq_studentInstanceMethod方法，会执行父类的personInstanceMethod方法实现。

这样看起来好像没有什么问题啊！紧接着，我们再使用父类JQPerson对象调用一下personInstanceMethod方法，如下图：

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啪、啪、啪，报错了！！！我们来分析下什么原因，

首先，父类调换用personInstanceMethod方法会执行子类中的jq_studentInstanceMethod方法实现。
然后又调用了jq_studentInstanceMethod方法，但是，此时的调用者是JQPerson对象，父类JQPerson中并没有jq_studentInstanceMethod方法实现。所以因方法找不到而报错。

出了问题，我们来解决以下，将交换方式换成下面这种：

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再看运行结果：

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此时，我们的运行不报错了，而且JQStudent对象调用父类的personInstanceMethod方法，确实走了方法交换后的流程，JQPerson对象也正常的调用了personInstanceMethod方法，互不影响。为什么呢？
原因是：

在方法交换前，先尝试给本类添加一下oriSEL方法，方法实现为swiMethod；
如果添加成功则返回YES，代表本类中原本没有oriSEL的方法实现；接着，再将父类的方法实现oriMethod替换给本类的swiSEL；
添加失败则返回NO，代表本类中已有oriSEL的方法实现，进行正常的方法交换即可。