方法交換

什么是Method-Swizzling

??Method-Swizzling 翻譯過來就是方法交換，它是 Objective-C 運行時（Runtime）提供的一種動態修改方法實現的機制。它的核心是通過交換兩個方法的 IMP（方法實現）來實現功能的動態注入或修改，常用于 AOP（面向切面編程）、調試、日志統計等場景。

關于runtime：

runtime是oc的核心機制，oc語言編程時，許多行為（如方法調用、類結構）在程序運行時才確定。

具體表現在其編程時的動態類型（對象的類型在運行時確定）、動態綁定（方法調用在運行時解析，而非編譯時）、動態加載（按需加載類和資源）、消息傳遞機制（方法調用本質是向對象發送消息（objc_msgSend））。

關于IMP：

IMP是 Objective-C 方法的底層實現，本質上是一個指向 C 函數的指針，格式為 id (*)(id, SEL, ...)。

每個方法（Method）對應一個 IMP，它決定了方法被調用時的具體行為。

??在之前的學習中，我們可以知道，OC的方法調用通過 objc_msgSend 函數發送消息，運行時根據 SEL（方法名）查找對應的 IMP 并執行。

關于AOP與OOP：

AOP主要解決的是橫切關注點的問題，也就是那些在多個模塊中重復出現的功能，比如日志、安全、事務管理等。這些功能如果分散在各個類中，會導致代碼冗余和耦合度高。AOP通過切面（Aspect）將這些橫切關注點模塊化，從而在編譯期或運行時將它們織入到目標代碼中。

OOP的核心是類、對象、繼承、封裝和多態。它通過將數據和行為封裝在對象中，利用繼承和多態來實現代碼的復用和擴展。

這樣說可能會比較抽象，我們來舉個具體的例子。

假設我們現在需要實現一個電商系統的訂單模塊，那么其中：

OOP的職責就類似于定義 Order 類，封裝訂單屬性（訂單號、金額、狀態）；實現 OrderService 類，處理訂單創建、支付、取消等業務邏輯等。

AOP 的職責就類似于通過切面 LoggingAspect，自動記錄訂單操作的日志。通過切面 TransactionAspect，為支付方法添加事務管理。通過切面 PermissionAspect，校驗用戶是否有權限取消訂單等。

了解完以上概念之后，我們再回來繼續認識Method-Swizzling。

說白了，Method-Swizzling就是在程序運行時將一個方法的實現替換成另一個方法的實現，在OC中，每個類都維護著一個方法列表，即methodList，methodList中有不同的方法，即method，每個方法包含了方法的sel和IMP，方法交換就是將sel和IMP原本的對應斷開，并將sel和新的IMP生成對應關系。如下圖：

方法交換核心API

OC中的Method-Swizzling 依賴于 Runtime 提供的 API，主要用于操作類和方法的實現（IMP）。

因此，我們在使用方法交換相關API之前，要先導入Runtime相關的頭文件：

#import "objc/runtime.h"

1. 獲取方法對象

通過選擇器（SEL）和類獲取 Method 結構體，包含方法的實現（IMP）和類型編碼（Type Encoding）。

class_getInstanceMethod

Method originalMethod = class_getInstanceMethod([UIViewController class], @selector(viewWillAppear:));

這是一個用于獲取類中實例方法的函數，其中第一個參數是獲取 UIViewController 類的類對象（Class Object）；第二個參數是定義一個方法選擇器（SEL），指向 viewWillAppear: 方法。這個函數最終會返回一個Method類型的結構體指針。

這里我們可以找到Method的源碼：

typedef struct objc_method *Method;/// Defines a method
struct objc_method_description {SEL _Nullable name; /**< The name of the method *///方法的唯一標識符（通過 @selector(methodName) 生成）。char * _Nullable types; /**< The types of the method arguments *///方法的類型編碼字符串（如 "v@:@" 表示返回 void，參數為 id 和 SEL）。
};

class_getClassMethod

Method classMethod = class_getClassMethod([NSArray class], @selector(arrayWithObject:));

這是一個用于獲取類方法（Class Method）的函數，參數與返回類型同上。

2. 添加/替換方法實現

用于動態修改類的方法列表。

class_addMethod

BOOL success = class_addMethod([self class], @selector(newMethod), (IMP)newMethodIMP, "v@:");

這個函數用于向類中添加新的方法實現（該方法原不存在）。

• Class cls：目標類。

• SEL name：方法選擇器。

• IMP imp：方法實現（C 函數指針）。

• const char *types：方法類型編碼（如 "v@:" 表示返回 void，參數為 id 和 SEL）。

• 返回值：BOOL，表示是否成功添加。

class_replaceMethod

class_replaceMethod([UIViewController class], @selector(viewWillAppear:), (IMP)swizzled_viewWillAppear, "v@:");

若方法存在則替換類的方法實現，若不存在則進行添加。

• 參數：同 class_addMethod。
• 返回值：BOOL，表示是否成功替換或添加。

3. 交換方法實現

直接交換兩個方法的 IMP，是 Method-Swizzling 的核心操作。

method_exchangeImplementations

Method originalMethod = class_getInstanceMethod([UIViewController class], @selector(viewWillAppear:));
Method swizzledMethod = class_getInstanceMethod([self class], @selector(swizzled_viewWillAppear:));
method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod);

交換兩個 Method 對象的 IMP。

• 參數：Method m1, Method m2。
• 返回值：void。

4. 獲取方法信息

輔助函數，用于提取方法的元數據。

method_getName

SEL selector = method_getName(originalMethod);

獲取方法的 SEL。

• 參數：Method m。
• 返回值：SEL。

method_getTypeEncoding

const char *typeEncoding = method_getTypeEncoding(originalMethod);

獲取方法的類型編碼（如參數和返回值類型）。

• 參數：Method m。
• 返回值：const char *。

method_getImplementation

IMP originalIMP = method_getImplementation(originalMethod);

獲取方法的 IMP。

• 參數：Method m。
• 返回值：IMP。

5. 修改方法實現

直接設置方法的 IMP。

method_setImplementation

• 作用：直接修改方法的 IMP。
• 參數：Method m, IMP imp。
• 返回值：IMP（舊實現）。

IMP oldIMP = method_setImplementation(originalMethod, newIMP);

使用示例：完整的 Method-Swizzling 流程

有兩種編寫方法：一種是寫在需要實現方法交換的Category分類文件中；第二種就是寫在專門用于 Swizzling 的類中，創建一個 MethodSwizzlingHelper.m 文件，集中管理所有 Swizzling 邏輯。

#import <objc/runtime.h>@implementation UIViewController (Swizzle)+ (void)load {static dispatch_once_t onceToken;dispatch_once(&onceToken, ^{Class class = [self class];SEL originalSelector = @selector(viewWillAppear:);SEL swizzledSelector = @selector(swizzled_viewWillAppear:);Method originalMethod = class_getInstanceMethod(class, originalSelector);Method swizzledMethod = class_getInstanceMethod(class, swizzledSelector);// 嘗試添加方法（避免父類已實現但當前類未實現）BOOL didAddMethod = class_addMethod(class,originalSelector,method_getImplementation(swizzledMethod),method_getTypeEncoding(swizzledMethod));if (didAddMethod) {// 添加成功，替換原方法class_replaceMethod(class,swizzledSelector,method_getImplementation(originalMethod),method_getTypeEncoding(originalMethod));} else {// 直接交換實現method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod);}});
}- (void)swizzled_viewWillAppear:(BOOL)animated {// 在原始方法前插入邏輯NSLog(@"View will appear: %@", NSStringFromClass([self class]));// 調用原始方法（實際執行交換后的 IMP）[self swizzled_viewWillAppear:animated];
}@end

注意事項

1. 線程安全：在 +load 中使用 dispatch_once 確保 Swizzling 僅執行一次。
2. 避免循環調用：在交換后的方法中調用原方法時，必須通過交換后的選擇器（如 self.swizzled_viewWillAppear:）。
3. 方法簽名匹配：確保交換的方法參數和返回值類型一致，否則可能導致崩潰。
4. 影響范圍：Swizzling 會影響類及其子類的所有實例，需謹慎操作。

使用方法交換注意事項

線程安全

??mehod-swizzling方法交換一般寫在load方法中，而load方法會主動調用多次，這樣會導致方法的重復交換，使方法sel的指向又恢復成原來的imp。所以我們需要通過單例模式，使方法交換只執行一次，我們可以通過dispatch_once來實現單例。

方法交換的影響范圍

??mehod-swizzling方法交換會影響類及其子類的所有實例。