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如何在 Swift 中高效地使用 Method Swizzling

作者:uraimo, 原文链接 ,原文日期:2015-10-23

译者: 小铁匠Linus ;校对:100mango;定稿:Channe

示例程序可以从 Github 上下载。

Method Swizzling 在 Objective-C 或其他语言中是一种很有名的技术,用来支持动态方法派发。

Method Swizzling 通过改变特定 selector(方法)与实际实现之间的映射,在 runtime 时将一个方法的实现替换成其它方法的实现。

如何在 Swift 中高效地使用 Method Swizzling

虽然这看起来非常方便,但是这个功能也有其缺点。在 runtime 执行这类更改时,你就不能在编译时利用那些可用的安全检查了。因此,应该小心使用 Method Swizzling。

NSHipster 上有一篇关于如何在 Objective-C 中使用 Method Swizzling 的文章(译者注: 南峰子的技术博客 有这篇文章的译文)(其他详情也可以看 这里 )以及 Stackoverflow 上有一些如何使用 Method Swizzling 的讨论。

Swift 关于方法派发是使用静态方法的,但有些情形可能需要用到 Method Swizzling。

在 Swift 中使用 Method Swizzling 之前,让我再次重申一下这种技术还是尽量少用, 只有当你的问题不能用 Swift 的方式解决,也不能用子类、协议或扩展解决时才使用

正如 NSHipster 上 另一篇文章 描述的那样,在 Swift 中对一个来自基本框架(Foundation、UIKit 等)的类使用 Method Swizzling 与 Objective-C 没什么区别。

extension UIViewController {
public override static func initialize() {
struct Static {
static var token: dispatch_once_t = 0
}

// 确保不是子类
if self !== UIViewController.self {
return
}

dispatch_once(&Static.token) {
let originalSelector = Selector("viewWillAppear:")
let swizzledSelector = Selector("newViewWillAppear:")

let originalMethod = class_getInstanceMethod(self, originalSelector)
let swizzledMethod = class_getInstanceMethod(self, swizzledSelector)

let didAddMethod = class_addMethod(self, originalSelector, method_getImplementation(swizzledMethod), method_getTypeEncoding(swizzledMethod))

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

// MARK: - Method Swizzling

func newViewWillAppear(animated: Bool) {
self.newViewWillAppear(animated)
if let name = self.descriptiveName {
print("viewWillAppear: /(name)")
} else {
print("viewWillAppear: /(self)")
}
}
}

在这个例子中,应用中的每个 UIViewController 都会执行额外的操作,而原始的 viewWillAppear 方法会被保护起来不执行,这种情形只能通过 Method Swizzling 来实现。

viewWillAppear 方法的实现会被替换成 initializenewViewWillAppear 方法的实现。值得注意的是,在 swizzle 后,会递归调用 newViewWillAppear 方法,以替换之前原始的 viewWillAppear 方法。

与 Objective-C 的第一个不同之处就是 swizzling 不在 load 方法里执行。

加载一个类的定义时,会调用 load 方法,因此这地方适合执行 Method Swizzling 。

但是 load 方法只在 Objective-C 里有,而且不能在 Swift 里重载,不管怎么试都会报编译错误。接下来执行 swizzle 最好的地方就是 initialize 了,这是调用你的类中第一个方法前的地方。

所有对修改方法执行的操作放在 dispatch_once 中,这是为了确保这个过程只执行一次。

这些都是你要知道的关于继承自基本框架或 Objective-C 桥接类的。如果你要在纯 Swift 类中正确使用 Method Swizzling 的话,就需要将下面这些注意事项记在心上。

Swift 自定义类中使用 Method Swizzling

要在 Swift 自定义类中使用 Method Swizzling 有两个必要条件:

  • 包含 swizzle 方法的类需要继承自 NSObject

  • 需要 swizzle 的方法必须有动态属性(dynamic attribute)

更多关于为什么必须需要这些可以在苹果的 文档 里查看:

需要动态派发

当 @objc 属性将你的 Swift API 暴露给 Objective-C runtime 时,不能确保属性、方法、初始器的动态派发。Swift 编译器可能为了优化你的代码,而绕过 Objective-C runtime。当你指定一个成员变量 为 dynamic 时,访问该变量就总会动态派发了。因为在变量定义时指定 dynamic 后,会使用 Objective-C runtime 来派发。

动态派发是必须的。但是,你必须使用 dynamic 修饰才能知道在运行时 API 的实现被替换了。举个例子,你可以在 Objective-C runtime 使用 method_exchangeImplementations 方法来交换两个方法的实现。假如 Swift 编译器将方法的实现内联(inline)了或者访问去虚拟化(devirtualize)了,这个交换过来的新的实现就无效了。

说白了,如果你想要替换的方法没有声明为 dynamic 的话,就不能 swizzle。

翻译成代码就是这样:

class TestSwizzling : NSObject {
dynamic func methodOne()->Int{
return 1
}
}


extension TestSwizzling {

//在 Objective-C 中,我们在 load() 方法进行 swizzling。但Swift不允许使用这个方法。
override class func initialize()
{

struct Static
{

static var token: dispatch_once_t = 0;
}

// 只执行一次
dispatch_once(&Static.token)
{
let originalSelector = Selector("methodOne");
let swizzledSelector = Selector("methodTwo");

let originalMethod = class_getInstanceMethod(self, originalSelector);
let swizzledMethod = class_getInstanceMethod(self, swizzledSelector);

method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod);
}
}

func methodTwo()->Int{
// swizzling 后, 该方法就不会递归调用
return methodTwo()+1
}
}

var c = TestSwizzling()
print(c.methodOne()) //2
print(c.methodTwo()) //1

这个简单的例子中,在 TestSwizzling 对象第一个方法被调用前, methodOnemethodTwo 的实现被相互替换了。

结束语

正如你看到的,在 Swift 中还是可以使用 Method Swizzling 的,只是我的意见是,绝大部分时候不应该出现在实际的产品代码里。如果你想通过 swizzling 快速解决问题的话,那更好的办法就是想出一个更好的架构,重构你的代码。

本文由 SwiftGG 翻译组翻译,已经获得作者翻译授权,最新文章请访问http://swift.gg。

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