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。

（译者注：译者也写了一篇关于 Method Swizzling 的文章 Runtime 之 Method Swizzling，顺便写了两个小 demo 来对比 Objective-C 和 Swift 之间 Method Swizzling 的异同，示例代码传送门）

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。

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 initialize 中 newViewWillAppear 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，methodOne 和 methodTwo 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。