警惕swizzle

栏目: IOS · 发布时间: 6年前

内容简介：不知道什么时候开始，只要使用了

不知道什么时候开始，只要使用了 swizzling 都能被解读成是 AOP 开发，开发者张口嘴就是 runtime ，将其高高捧起，称之为 黑魔法 ；以项目中各种 method_swizzling 为荣，却不知道这种做法破坏了代码的整体性，使关键逻辑支离破碎。本文基于iOS界的毒瘤一文，从另外的角度谈谈为什么我们应当 警惕

调用顺序性

调用顺序性 是链接文章讲述的的核心问题，它会破坏方法的原有执行顺序，导致意料之外的错误。先从一段简单的代码聊起：

@interface SLTestObject: NSObject

@end

@implementation SLTestObject

- (instancetype)init {
    self = [super init];
    return self;
}

@end

void testIsSelectorSame() {
    Method allocate1 = class_getClassMethod([NSObject class], @selector(alloc));
    Method allocate2 = class_getClassMethod([SLTestObject class], @selector(alloc));
    
    Method initialize1 = class_getInstanceMethod([NSObject class], @selector(init));
    Method initialize2 = class_getInstanceMethod([SLTestObject class], @selector(init));
    
    assert(allocate1 == allocate2 && initialize1 != initialize2);
}
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这段代码的目的是证明一个定论：

如果子类没有重写父类声明的方法，在子类对象调用该方法时，执行的是父类实现的代码

基于这一定论，假定一个场景：现在通过无埋点方案统计用户进入和离开 Controller 次数：

@implementation UIViewController (SLCount)

+ (void)load {
    sl_swizzle([self class], @selector(viewWillAppear:), @selector(sl_viewWillAppearI:));
    sl_swizzle([self class], @selector(viewDidDisappear:), @selector(sl_viewDidDisappearI:));
}

- (void)sl_viewWillAppearI: (BOOL)animated {
    [SLControllerCounter countControllerEnter: [self class]];
    [self sl_viewWillAppearI: animated];
}

- (void)sl_viewDidDisappearI: (BOOL)animated {
    [SLControllerCounter countControllerLeave: [self class]];
    [self sl_viewDidDisappearI: animated];
}

@end
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由于 UIViewController 是所有控制器的父类，所以理论上只要 swizzle 这个类就能统计到所有控制器的信息。同时项目中存在一个定制的基础控制器 SLBaseViewController 存在这么一段代码：

@implementation SLBaseViewController (SLCount)

+ (void)load {
    sl_swizzle([self class], @selector(viewWillAppear:), @selector(sl_viewWillAppearII:));
    sl_swizzle([self class], @selector(viewDidDisappear:), @selector(sl_viewDidDisappearII:));
}

- (void)sl_viewWillAppearII: (BOOL)animated {
    [self prepareRequest];
    [self sl_viewWillAppearII: animated];
}

- (void)sl_viewDidDisappearII: (BOOL)animated {
    [self sl_viewDidDisappearII: animated];
    [self cancelAllRequests];
}

@end
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但是这两段代码却在特定的场景下发生 crash ，发生异常的原因在于子类在没有重写方法的情况下，子类先于父类进行了 swizzle 的操作。 iOS 使用中方法名称 SEL 和方法实现 IMP 是分开存放的，使用结构体 Method 将两者关联到一起：

typedef struct Method {
    SEL name;
    IMP imp;
} Method;
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交换方法会将两个 method 中的 imp 进行交换。而在理想情况下，父类先于子类完成了 swizzle ，原有方法保存了 swizzle 之后的 imp ，这时候子类再进行 swizzle 就能正确调用。下图标识了 SEL 和 IMP 的关联，箭头表示 IMP 的调用次序：

但是如果子类的 swizzle 发生的更早，这时候 viewWillAppear 对应的 imp 已经被修改，父类再进行 swizzle 的时候，调用次序已经出错：

解决方式也并不复杂，包括：

在 swizzle 之前先 addMethod ，保证子类不沿用父类的默认实现
每次调用通过 sel 去获取 imp 执行

具体的实现代码可以参考iOS界的毒瘤的解决方案

行为冲突

在 OOP 的设计中，将描述对象抽象成类，将对象行为抽象成接口。从工程师的角度来说，职责单一的接口更利于迭代维护。类一旦设计好，应当不改动或者少改动接口。对于设计良好的接口来说， swizzle 很可能直接破坏了整个接口的行为：

举个例子， crash防护 是当下被追捧的工具，但其中 KVO 的防护或许是一种很烂的手段。从实现来说，为了避免 KVO 导致的循环引用，需要在引用关系的中间插入一个 weakProxy 来做防护，因此监听代码实际上可以转换成：

// 表面代码
[observedObj addObserver: self forKeyPath: keyPath options: NSKeyValueObservingOptionNew context: nil];

// 实际效果
WeakProxy *proxy = [WeakProxy new];
proxy.client = self;
[observedObj addObserver: proxy forKeyPath: keyPath options: NSKeyValueObservingOptionNew context: nil];
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为什么说这种设计很烂的？一旦客户端出现这样的代码：

- (void)dealloc {
    ......
    [observedObj removeObserver: self forKeyPath: keyPath];
}
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通常情况下，以现在的多数 防护工具 的实现，都会发生崩溃。对于 swizzle 代码外的使用者来说，或许根本不清楚 observer 早已发生了转移，导致了原有的正确调用出错。解决方案之一是对 remove 接口同样进行 swizzle ，使得两次调用的监听对象配套：

- (void)sl_removeObserver: (id)observer forKeyPath: (NSString *)keyPath {
    [self sl_removeObserver: observer.proxy forKeyPath: keyPath];
}
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然而这样做之后，首先 KVO 的行为已经被修改，接口被破坏可能导致潜在的隐患。其次，如果存在多个防护工具，如果按照 weakProxy 的实现，那么一旦有 2 个或者更多的防护时， KVO 功能将失效：

OneWeakProxy *proxy = [OneWeakProxy new];
proxy.client = self;    
[observedObj addObserver: proxy forKeyPath: keyPath options: NSKeyValueObservingOptionNew context: nil];

TwoWeakProxy *proxy = [TwoWeakProxy new];
proxy.client = self;    /// self is OneWeakProxy
[observedObj addObserver: proxy forKeyPath: keyPath options: NSKeyValueObservingOptionNew context: nil];
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在第二次生成 WeakProxy 后并调用方法后， OneWeakProxy 创建的对象被释放。如果要避免多个防护工具对流程造成干扰，还需要做更多额外的工作。况且一旦有其中一个没有完美实现，整套 防护机制 可能就直接崩溃失效了，因此 KVO防护 不见得是一种好手段

代码整体性

以上面例子来说， KVO 是 NSObject 这个基类提供的能力，由于 子类默认沿用父类的方法实现 这一原则，这种方法的 swizzle 实际上影响了全部的对象，例如下面的代码实际上效果是完全一样的：

/// swizzle 1
void swizzleTableView() {
    Method ori = class_getClassMethod([UITableView class], @selector(addObserver:forKeyPath:options:context:));
    Method cus = class_getClassMethod([UITableView class], @selector(sl_addObserver:forKeyPath:options:context:));
    method_exchange(ori, cus);
}

/// swizzle 2
void swizzleObj() {
    Method ori = class_getClassMethod([NSObject class], @selector(addObserver:forKeyPath:options:context:));
    Method cus = class_getClassMethod([NSObject class], @selector(sl_addObserver:forKeyPath:options:context:));
    method_exchange(ori, cus);
}
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而第一个方法由于默认实现是 NSObject 的，因此一旦发生了 swizzle 所有的对象都会生效，这存在两个问题：

非 UITableView 对象依旧受到了 KVO 的拦截影响
没有 sl_addObserver:forKeyPath:options:context: 的对象会发生崩溃

另一方面，类的接口设计总是偏向于 装扮模式 的思维，不同层级的类对象在自己的方法被调用起时会执行自身特有的工作，这种设计让继承有足够的灵活性，从 viewDidLoad 的实现代码可见一斑：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    /// setup work
}
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换句话说，以这种 装扮模式 思维来构建的代码，如果中间的一个方法被影响甚至破坏了，在中间的这个类开始往下将呈现塌式破坏，可以想象如果 UIView 一旦出错，应用几乎丧失展示控件的能力。但假如确实需要 swizzle 的中间环节，必须保证 swizzle 不对或者尽量少地对子类对象造成影响