ios method swizzling

       最近在整理项目逻辑的时候，发现一个问题：就是打点统计，经常和代码业务逻辑混在了一起，耦合性很强，并且经常容易出错。于是就在思考怎样对这一块进行优化。

       其实，对这方面的讨论一直也比较多，比如继承基类，但是这样很容易使代码变得臃肿。另一个比较好的办法就是利用method swizzling， hook住需要打点的方法，将打点统计从业务逻辑中分离出来，而且额外工作量不大。最后就想从这方面去尝试，当然并没有自己造轮子，而是借用了github上的一个开源库，Aspects。这个库的代码量比较小，总共就一个类文件，使用起来也比较方便，比如你想统计某个controller的viewwillappear的调用次数，你只需要引入Aspect.h头文件，然后在合适的地方初始化如下代码即可。

#pragma mark - addKvLogAspect

- (void)addKvLogAspect {
//想法tab打开
[self aspect_hookSelector:@selector(viewWillAppear:) withOptions:AspectPositionAfter usingBlock:^(id<AspectInfo> aspectInfo) {
//统计打点
NSLog(@"");
}error:NULL];
}

看到这段代码大家应该有所感觉了，没错，它基本上就是基于method swizzling实现的。本篇文章暂时并不打算对aspects的代码进行解析（以后，可能会写一篇这样的文字），在这里就简单的记录一下我个人对于method swizzling的理解。

      ios开发人员都知道,oc是一门动态语言。这个动态性怎么理解呢，知乎上有网友这么总结过：

1. 类和对象都是id, 在给你一个id的前提下无法直观的知道这个对象是类对象还是类本身. 简单的可以简化成runtime管理的都是id (id的本质其实是objc_object, objc_class头部其实就是id, 也就是isa).

2. Class在objc中是动态创建的, selector, method, imp, protocol等都是随后绑定上去的(即所谓的运行时绑定).

3. 通过runtime能够查出当前运行时环境中所有的类, 每个类中的方法, 每个类消息的绑定, 每个类的实现的协议, 每个协议的定义, 每个类当前的消息缓存等一切你想知道的东西.

4. 类的方法(消息)调用是间接的.

 
       比较常用的地方就是你可以在运行时动态的改变函数调用的执行，可以给对象动态的添加函数，甚至动态生成一个全新的类。method swizzling就是利用这个动态性，在运行时改变了函数调用的指向，从而使函数最终调用到自己定义的方法中去，那么，这个过程是怎样实现的呢。
       了解method swizzling之前有必要先了解一下oc函数的调用过程，这里先简单介绍几个概念：
        1）oc的类是由Class类型来表示的，定义如下：

typedef struct objc_class *Class;

它其实是一个指向objc_class的指针，结构体如下：

truct objc_class {

Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;

#if !__OBJC2__

Class super_class                       OBJC2_UNAVAILABLE;  // 父类

const char *name                        OBJC2_UNAVAILABLE;  // 类名

long version                            OBJC2_UNAVAILABLE;  // 类的版本信息，默认为0

long info                               OBJC2_UNAVAILABLE;  // 类信息，供运行期使用的一些位标识

long instance_size                      OBJC2_UNAVAILABLE;  // 该类的实例变量大小

struct objc_ivar_list *ivars            OBJC2_UNAVAILABLE;  // 该类的成员变量链表

struct objc_method_list **methodLists   OBJC2_UNAVAILABLE;  // 方法定义的链表

struct objc_cache *cache                OBJC2_UNAVAILABLE;  // 方法缓存

struct objc_protocol_list *protocols    OBJC2_UNAVAILABLE;  // 协议链表

#endif

} OBJC2_UNAVAILABLE;

       2）类的实例 也是一个结构体objc_object

struct objc_object {

Class isa  OBJC_ISA_AVAILABILITY;

};

typedef struct objc_object *id;

这里也就是我们说的id对象，oc里面所有的对象都能用id表示。
        这里的字段含义暂时不做过多的解释，有兴趣的同学可以去网上找找。这里介绍两个属性值：
1) isa:在oc中，类本身也被当成一个对象来处理。对于一个实例对象而言，isa指针指向了这个对象的类（上面的objc_class），而类的isa指针指向了它的元类(metaclass元类其实也是一种objc_class).，关于metaclass可以参考这里的分析
2)methodLists:方法列表，记录了所有的方法。（这里只是实例方法，类方法需要通过isa去元类中寻找）

      另外oc中一个方法的调用有如下几个关键的部分：
       1）sel又叫选择器，它代表了一个方法的selector的指针。selector用于表达运行时的方法的名字。

SEL sel = @selector(method);

sel在一个类中是唯一的，而且是完全依赖方法名，也就是说下面两个函数

- (void)setDimension:(NSInteger)dimension {
}
- (void)setDimension:(float)dimension {
}

会提示Duplicate declaration错误，因为尽管它们有不同的参数类型，但是由于方法名完全相同会导致sel相同，违背了sel唯一性的原则，这也是oc语法和其他语法的不同。

      2）IMP:一个函数指针，指向了方法实现的首地址
      3）Method:它是类定义中表示方法的一个结构体，如下

struct objc_method {
SEL method_name                                          OBJC2_UNAVAILABLE;
char *method_types                                       OBJC2_UNAVAILABLE;
IMP method_imp                                           OBJC2_UNAVAILABLE;
}

       有了上面的铺垫，就能更好的说明函数调用的整个过程了， 在oc中函数的调用形式是[target ***],可以理解为[receiver message],也就是向receiver发送消息的过程。这个会被解析成如下形式objc_msgSend(receiver,selector,arg1,...),也就是告诉receiver，我要发消息给你selector对应的方法，arg1表示要传递给方法的参数。receiver收到这个通知后，会根据objc_object(这里先以实例方法为例)isa找到对象对应的class结构体，然后便利methodlist找到method,最后通过method找到对应的imp,然后imp最终执行消息。当然具体细节要比这复杂的多。(比如为了提高效率，会对method进行缓存等等)
        基于上面的一些基本了解之后，我们来试试怎么用代码进行method swizzling实践。
        还是要勾住uiviewcontroller的所有的viewwillappear方法，实现如下：

#import "UIViewController+Swizzling.h"
#import <objc/runtime.h>

@implementation UIViewController (Swizzling)

+ (void)load {
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
Class class = [self class];
//get sel
SEL originalSelector = @selector(viewWillAppear:);
SEL swizzledSelector = @selector(swizzling_viewWillAppear:);

//get method
Method originalMethod = class_getInstanceMethod(class, originalSelector);
Method swizzledMethod = class_getInstanceMethod(class, swizzledSelector);

/**
* 这里其实是在加了一个保护，如果class_addMethod返回no，说明originalSelector已经有存在的实现了，这个时候，我们将
originalMethod，swizzledMethod直接替换掉就号了，如果还没有对应的实现，那么直接添加进去，并更改原来swizzledSelector对应的实现
*/
//exchange imp
BOOL didAddMethod =
class_addMethod(class,
originalSelector,
method_getImplementation(swizzledMethod),
method_getTypeEncoding(swizzledMethod));

if (didAddMethod) {
class_replaceMethod(class,
swizzledSelector,
method_getImplementation(originalMethod),
method_getTypeEncoding(originalMethod));
} else {
method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod);
}
});
}

#pragma mark - Method Swizzling

- (void)swizzling_viewWillAppear:(BOOL)animated {
[self swizzling_viewWillAppear:animated];
NSString *classStr = [NSString stringWithFormat:@"%@", self.class];
NSLog(@"viewWillAppear: %@", classStr);
}
@end

和上面所说的函数的调用过程对比就会发现其实是一样的，本质上就是在运行时，更改sel对应的imp的指向而已。有几点需要说明：
1)这个swizzling只更改本对象的方法的调用，并不会影响起父类，子类的调用情况。也就是在子类controller调用viewWillAppear还是正常的调用viewWillAppear,但是，当调用[super viewWillAppear:animated]的时候，会调用到上面的[self swizzling_viewwillAppear:animated].
2)细心的朋友或许会发现，上面swizzling_viewwillAppear的实现又调用了[self swizzling_viewwillAppear:animated],这样会不会形成循环调用了？其实不会，因为已经更改了@seletor(swizzling_viewwillAppear:)对应的imp，调用[self swizzling_viewwillAppear:animated]，实际上相当于调用了[self viewWillAppear:animated],并不会形成循环调用。