iOS 面向切面编程的实现与实战案例
一、简介
一、所谓的 aop 编程(面向切面编程)，其原理也就是在不更改正常的业务处理流程的前提下，通过生成一个动态代理类，从而实现对目标对象嵌入附加的操作。在 iOS 中，要想实现相似的效果也很简单，利用 OC 的动态性，通过 Method Swizzling 改变目标函数的 selector 所指向的实现，然后在新的实现中实现附加的操作，完成之后再回到原来的处理逻辑。
二、在一个类没有实现源码的情况下，如果你要改变一个类的实现方法，你可以选择重继承该类，然后重写方法，或者使用Category类别名暴力抢先的方式。但是这两种方式，都需要我们在使用的时候改变我们的编程方式，或者继承该类，或者需要引入Category。下面推出的一种方式，不需要我们修改我们编写逻辑的代码，就能实现函数的Hook功能，那就是RunTime中的Method Swizzling—交换方法的实现。
二、实现原理
在Object-C中每一个Method都是由一个SEL（方法名的散列值）和一个方法实现的指针（IMP）组成，他们在类实例化得过程中，SEL和IMP一一对应组成我们需要的完整的Method。
struct method_t {
SEL name;//方法名的散列值
const char *types;//方法的描述
IMP imp;//方法真实实现的指针
};
如果我们不做任何处理，SEL和IMP都是一一对应的。
如果我们使用Method Swizzling交换Method2和Method3的实现的时候，我们只需要在运行时把IMP2和IMP3的指向地址做个交换就可以了。其实我们调用的就是RunTime中的
*/
OBJC_EXPORT void method_exchangeImplementations(Method m1, Method m2)
__OSX_AVAILABLE_STARTING(__MAC_10_5, __IPHONE_2_0);
进入它的源码，可以查看它就是按照以上思路把方法指针做了交换，来做到在运行时把方法进行交换。
下面就是它实现的关键源码。
void method_exchangeImplementations(Method m1, Method m2)
{
if (!m1 || !m2) return;
rwlock_writer_t lock(runtimeLock);
if (ignoreSelector(m1->name) || ignoreSelector(m2->name)) {
// Ignored methods stay ignored. Now they're both ignored.
m1->imp = (IMP)&_objc_ignored_method;
m2->imp = (IMP)&_objc_ignored_method;
return;
}
IMP m1_imp = m1->imp;
m1->imp = m2->imp;
m2->imp = m1_imp;
// RR/AWZ updates are slow because class is unknown
// Cache updates are slow because class is unknown
// fixme build list of classes whose Methods are known externally?
flushCaches(nil);
updateCustomRR_AWZ(nil, m1);
updateCustomRR_AWZ(nil, m2);
}
方法就换之后，SEL和IMP的对应关系就如下所示了。
三、核心代码
void methodExchange(const char *className, const char *originalMethodName, const char *replacementMethodName, IMP imp) {
Class cls = objc_getClass(className);//得到指定类的类定义
SEL oriSEL = sel_getUid(originalMethodName);//把originalMethodName注册到RunTime系统中
Method oriMethod = class_getInstanceMethod(cls, oriSEL);//获取实例方法
struct objc_method_description *desc = method_getDescription(oriMethod);//获得指定方法的描述
if (desc->types) {
SEL buSel = sel_registerName(replacementMethodName);//把replacementMethodName注册到RunTime系统中
if (class_addMethod(cls, buSel, imp, desc->types)) {//通过运行时，把方法动态添加到类中
Method buMethod = class_getInstanceMethod(cls, buSel);//获取实例方法
method_exchangeImplementations(oriMethod, buMethod);//交换方法
}
}
}
第一个参数为：需要交换方法的类的名称。
第二个参数为：原始方法名。
第三个参数为：交换方法名。
第四个参数为：交换方法的方法指针。
具体每一段代码已经在主时钟说明的非常清楚了，就不多讲了。下面进入实战环节。
四、页面埋点的实现
如果我们要实现页面埋点的话，我们就需要在-(void)viewWillAppear:(BOOL)animated；方法中写入我们的埋点代码，这样其实是非常不优雅的，需要我们在每个ViewController中的-(void)viewWillAppear:(BOOL)animated；都需要加入类似的埋点代码。这个时候我们就可以使用Method Swizzling来HOOK住-(void)viewWillAppear:(BOOL)animated；方法来进行修改。
我们新建一个UIViewController的分类，在其中进行方法的交换 , 关键代码如下：。
@implementation UIViewController (Track)
+ (void)load{//+load会在类初始加载时调用
//替换viewWillAppear:方法
methodExchange("UIViewController", "viewWillAppear:", "hook_viewWillAppear:", (IMP)imp_processViewWillAppear);
}
//实现新的方法
static void imp_processViewWillAppear(id self, SEL cmd, BOOL animated){
//先执行原来的方法
SEL oriSel = sel_getUid("hook_viewWillAppear:");
void (*hook_viewWillAppear)(id, SEL, BOOL) = (void (*)(id,SEL,BOOL))[UIViewController instanceMethodForSelector:oriSel];//函数指针
hook_viewWillAppear(self,cmd,animated);
//添加埋点
NSLog(@"进入: %@", NSStringFromClass([self class]));
}
@end
这样我们需要修改我们原来的代码逻辑 就可以实现简单的埋点功能了。效果如下：
五、网络图片信息监控工具
在我们日常开发中，网络图片下载显示工具使用SDWebImage这个开源项目比较多。查看他的源码发现它的核心处理代码其实是下面这段函数。
- (void)sd_setImageWithURL:(NSURL *)url placeholderImage:(UIImage *)placeholder options:(SDWebImageOptions)options progress:(SDWebImageDownloaderProgressBlock)progressBlock completed:(SDWebImageCompletionBlock)completedBlock
我们调用一下方法就能实现网络图片的正常显示，但是我们还不能自动加上图片的基本信息到图片中显示。
UIImageView *imageView = [[UIImageView alloc] initWithFrame:CGRectMake(100, 150, 150, 300)];
[imageView sd_setImageWithURL:[NSURL URLWithString:@"http://c.hiphotos.baidu.com/image/pic/item/8d5494eef01f3a296716a9b49a25bc315d607ce9.jpg"]];
[self.view addSubview:imageView];
这时我们就需要Hook住该方法，修改它的实现。
#define originalMethod_setImageWithURL "sd_setImageWithURL:placeholderImage:options:progress:completed:"
#define replacementMethod_setImageWithURL "hook_sd_setImageWithURL:placeholderImage:options:progress:completed:"
+ (void)load;
{
NSLog(@"开启图片监控");
methodExchange("UIImageView", originalMethod_setImageWithURL, replacementMethod_setImageWithURL, (IMP)imp_processSetImageWithURL);
}
/**
* replacementMethod_processNeoHttpTaskFinish方法的实现
*/
static void imp_processSetImageWithURL(id self, SEL cmd, NSURL *url, UIImage *placeholder,
SDWebImageOptions options, SDWebImageDownloaderProgressBlock progressBlock, SDWebImageCompletionBlock completedBlock) {
// Run original
SEL oriSel = sel_getUid(replacementMethod_setImageWithURL);
BOOL (*setImageWithURLMethod)(id, SEL, NSURL *, UIImage *, SDWebImageOptions, SDWebImageDownloaderProgressBlock, SDWebImageCompletionBlock) =
(BOOL (*)(id, SEL, NSURL *, UIImage *, SDWebImageOptions, SDWebImageDownloaderProgressBlock, SDWebImageCompletionBlock))[UIImageView instanceMethodForSelector : oriSel];
if (Open_Monitor) {
NSTimeInterval startTime = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
BOOL imageIsExsit = NO;
if ([[SDImageCache sharedImageCache] imageFromMemoryCacheForKey:[[SDWebImageManager sharedManager] cacheKeyForURL:url]]) {
imageIsExsit = YES;
}
__weak typeof(self) weafSelf = self;
SDWebImageCompletionBlock replaceCompletedBlock = ^(UIImage *image, NSError *error, SDImageCacheType cacheType,NSURL *imageURL) {
NSTimeInterval endTime = CFAbsoluteTimeGetCurrent();
NSData *data = UIImageJPEGRepresentation(image, 1.0);
if (!data && data.length <= 0) {
data = UIImagePNGRepresentation(image);
}
NSString *string = [NSString stringWithFormat:@"url: %@ \nsize: %.2fX%.2f(px) \ndownTime: %fs \ndownSize: %luK", [url absoluteString], image.size.width, image.size.height, endTime - startTime, [data length] / 1024];
((UIImageView *)weafSelf).image = [ImageMonitorService drawText:string inImage:((UIImageView *)weafSelf).image atPoint:CGPointZero];
if (completedBlock) {
completedBlock(((UIImageView *)weafSelf).image, error, cacheType,imageURL);
}
};
setImageWithURLMethod(self, cmd, url, placeholder, options, progressBlock, replaceCompletedBlock);
}
else {
setImageWithURLMethod(self, cmd, url, placeholder, options, progressBlock, completedBlock);
}
}
实现效果如下：
六、注意点
你要确保Method Swizzling的交换代码在APP的运行周期中只被调用一次。大部分情况都是在+（void）load方法中被调用。或者在APPDelegate中的- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions 方法中被调用。
七、联系方式
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