摘要：编程，只了解原理不行，必须实战才能知道应用场景。本系列尝试阐述runtime相关理论的同时介绍一些实战场景，而本文则是本系列的方法交换篇。本文中，第一节将介绍方法交换及注意点，第二节将总结一下方法交换相关的API，第三节将介绍方法交换几种的实战场景：统计VC加载次数并打印，防止UI控件短时间多次激活事件，防奔溃处理（数组越界问题）。
1. 原理与注意
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。
用法
先给要替换的方法的类添加一个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。
注意要点
- Swizzling应该总在+load中执行
- Swizzling应该总是在dispatch_once中执行
- Swizzling在+load中执行时，不要调用[super load]。如果多次调用了[super load]，可能会出现“Swizzle无效”的假象。
- 为了避免Swizzling的代码被重复执行，我们可以通过GCD的dispatch_once函数来解决，利用dispatch_once函数内代码只会执行一次的特性。
2. Method Swizzling相关的API
- 方案1
class_getInstanceMethod(Class _Nullable cls, SEL _Nonnull name)
method_getImplementation(Method _Nonnull m)
class_addMethod(Class _Nullable cls, SEL _Nonnull name, IMP _Nonnull imp,
const char * _Nullable types)
class_replaceMethod(Class _Nullable cls, SEL _Nonnull name, IMP _Nonnull imp,
const char * _Nullable types)
- 方案2
method_exchangeImplementations(Method _Nonnull m1, Method _Nonnull m2)
3. 应用场景与实践
3.1 统计VC加载次数并打印
- UIViewController+Logging.m
#import "UIViewController+Logging.h"
#import <objc/runtime.h>
@implementation UIViewController (Logging)
+ (void)load
{
swizzleMethod([self class], @selector(viewDidAppear:), @selector(swizzled_viewDidAppear:));
}
- (void)swizzled_viewDidAppear:(BOOL)animated
{
// call original implementation
[self swizzled_viewDidAppear:animated];
// Logging
NSLog(@"%@", NSStringFromClass([self class]));
}
void swizzleMethod(Class class, SEL originalSelector, SEL swizzledSelector)
{
// the method might not exist in the class, but in its superclass
Method originalMethod = class_getInstanceMethod(class, originalSelector);
Method swizzledMethod = class_getInstanceMethod(class, swizzledSelector);
// class_addMethod will fail if original method already exists
BOOL didAddMethod = class_addMethod(class, originalSelector, method_getImplementation(swizzledMethod), method_getTypeEncoding(swizzledMethod));
// the method doesn’t exist and we just added one
if (didAddMethod) {
class_replaceMethod(class, swizzledSelector, method_getImplementation(originalMethod), method_getTypeEncoding(originalMethod));
}
else {
method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod);
}
}
3.2 防止UI控件短时间多次激活事件
需求
当前项目写好的按钮，还没有全局地控制他们短时间内不可连续点击（也许有过零星地在某些网络请求接口之前做过一些控制）。现在来了新需求：本APP所有的按钮1秒内不可连续点击。你怎么做？一个个改？这种低效率低维护度肯定是不妥的。
方案
给按钮添加分类，并添加一个点击事件间隔的属性，执行点击事件的时候判断一下是否时间到了，如果时间不到，那么拦截点击事件。
怎么拦截点击事件呢？其实点击事件在runtime里面是发送消息，我们可以把要发送的消息的SEL 和自己写的SEL交换一下，然后在自己写的SEL里面判断是否执行点击事件。
实践
UIButton是UIControl的子类，因而根据UIControl新建一个分类即可
- UIControl+Limit.m
#import "UIControl+Limit.h"
#import <objc/runtime.h>
static const char *UIControl_acceptEventInterval="UIControl_acceptEventInterval";
static const char *UIControl_ignoreEvent="UIControl_ignoreEvent";
@implementation UIControl (Limit)
#pragma mark - acceptEventInterval
- (void)setAcceptEventInterval:(NSTimeInterval)acceptEventInterval
{
objc_setAssociatedObject(self,UIControl_acceptEventInterval, @(acceptEventInterval), OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
}
-(NSTimeInterval)acceptEventInterval {
return [objc_getAssociatedObject(self,UIControl_acceptEventInterval) doubleValue];
}
#pragma mark - ignoreEvent
-(void)setIgnoreEvent:(BOOL)ignoreEvent{
objc_setAssociatedObject(self,UIControl_ignoreEvent, @(ignoreEvent), OBJC_ASSOCIATION_ASSIGN);
}
-(BOOL)ignoreEvent{
return [objc_getAssociatedObject(self,UIControl_ignoreEvent) boolValue];
}
#pragma mark - Swizzling
+(void)load {
Method a = class_getInstanceMethod(self,@selector(sendAction:to:forEvent:));
Method b = class_getInstanceMethod(self,@selector(swizzled_sendAction:to:forEvent:));
method_exchangeImplementations(a, b);//交换方法
}
- (void)swizzled_sendAction:(SEL)action to:(id)target forEvent:(UIEvent*)event
{
if(self.ignoreEvent){
NSLog(@"btnAction is intercepted");
return;}
if(self.acceptEventInterval>0){
self.ignoreEvent=YES;
[self performSelector:@selector(setIgnoreEventWithNo) withObject:nil afterDelay:self.acceptEventInterval];
}
[self swizzled_sendAction:action to:target forEvent:event];
}
-(void)setIgnoreEventWithNo{
self.ignoreEvent=NO;
}
@end
- ViewController.m
-(void)setupSubViews{
UIButton *btn = [UIButton new];
btn =[[UIButton alloc]initWithFrame:CGRectMake(100,100,100,40)];
[btn setTitle:@"btnTest"forState:UIControlStateNormal];
[btn setTitleColor:[UIColor redColor]forState:UIControlStateNormal];
btn.acceptEventInterval = 3;
[self.view addSubview:btn];
[btn addTarget:self action:@selector(btnAction)forControlEvents:UIControlEventTouchUpInside];
}
- (void)btnAction{
NSLog(@"btnAction is executed");
}
3.3 防奔溃处理：数组越界问题
需求
在实际工程中，可能在一些地方（比如取出网络响应数据）进行了数组NSArray取数据的操作，而且以前的小哥们也没有进行防越界处理。测试方一不小心也没有测出数组越界情况下奔溃（因为返回的数据是动态的），结果以为没有问题了，其实还隐藏的生产事故的风险。
这时APP负责人说了，即使APP即使不能工作也不能Crash，这是最低的底线。那么这对数组越界的情况下的奔溃，你有没有办法拦截？
思路：对NSArray的objectAtIndex:方法进行Swizzling，替换一个有处理逻辑的方法。但是，这时候还是有个问题，就是类簇的Swizzling没有那么简单。
类簇
在iOS中NSNumber、NSArray、NSDictionary等这些类都是类簇(Class Clusters)，一个NSArray的实现可能由多个类组成。所以如果想对NSArray进行Swizzling，必须获取到其“真身”进行Swizzling，直接对NSArray进行操作是无效的。这是因为Method Swizzling对NSArray这些的类簇是不起作用的。
因为这些类簇类，其实是一种抽象工厂的设计模式。抽象工厂内部有很多其它继承自当前类的子类，抽象工厂类会根据不同情况，创建不同的抽象对象来进行使用。例如我们调用NSArray的objectAtIndex:方法，这个类会在方法内部判断，内部创建不同抽象类进行操作。
所以如果我们对NSArray类进行Swizzling操作其实只是对父类进行了操作，在NSArray内部会创建其他子类来执行操作，真正执行Swizzling操作的并不是NSArray自身，所以我们应该对其“真身”进行操作。
下面列举了NSArray和NSDictionary本类的类名，可以通过Runtime函数取出本类：
| 类名 | 真身 |
|---|---|
| NSArray | __NSArrayI |
| NSMutableArray | __NSArrayM |
| NSDictionary | __NSDictionaryI |
| NSMutableDictionary | __NSDictionaryM |
实践
好啦，新建一个分类，直接用代码实现，看看怎么取出真身的：
- NSArray+CrashHandle.m
@implementation NSArray (CrashHandle)
// Swizzling核心代码
// 需要注意的是，好多同学反馈下面代码不起作用，造成这个问题的原因大多都是其调用了super load方法。在下面的load方法中，不应该调用父类的load方法。
+ (void)load {
Method fromMethod = class_getInstanceMethod(objc_getClass("__NSArrayI"), @selector(objectAtIndex:));
Method toMethod = class_getInstanceMethod(objc_getClass("__NSArrayI"), @selector(cm_objectAtIndex:));
method_exchangeImplementations(fromMethod, toMethod);
}
// 为了避免和系统的方法冲突，我一般都会在swizzling方法前面加前缀
- (id)cm_objectAtIndex:(NSUInteger)index {
// 判断下标是否越界，如果越界就进入异常拦截
if (self.count-1 < index) {
@try {
return [self cm_objectAtIndex:index];
}
@catch (NSException *exception) {
// 在崩溃后会打印崩溃信息。如果是线上，可以在这里将崩溃信息发送到服务器
NSLog(@"---------- %s Crash Because Method %s ----------\n", class_getName(self.class), __func__);
NSLog(@"%@", [exception callStackSymbols]);
return nil;
}
@finally {}
} // 如果没有问题，则正常进行方法调用
else {
return [self cm_objectAtIndex:index];
}
}
这里面可能有个误会，- (id)cm_objectAtIndex:(NSUInteger)index {里面调用了自身？这是递归吗？其实不是。这个时候方法替换已经有效了，cm_objectAtIndex这个SEL指向的其实是原来系统的objectAtIndex:的IMP。因而不是递归。
- ViewController.m
- (void)viewDidLoad {
[super viewDidLoad];
// 测试代码
NSArray *array = @[@0, @1, @2, @3];
[array objectAtIndex:3];
//本来要奔溃的
[array objectAtIndex:4];
}
运行之后，发现没有崩溃，并打印了相关信息，如下所示。
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