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Method_Swizzling.md

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Method Swizzling

  • 메서드 스위즐링이란 원래의 메소드를 런타임때 원하는 메소드로 바꾸어서 사용할 수 있는 기법

  • Objective-C 뿐만 아니라 동적 메소드 디스패치를 지원하는 언어들에서 메소드 스위즐링은 잘 알려진 기법

    Dynamic Dispatch

    • 컴파일 타임이 아닌 런타임에 어떤 메소드의 구현을 고를지 결정
    • 따라서 정적 디스패치에 비해 오버헤드가 더 든다
    • 다형성을 위해 대부분의 OOP 언어들은 동적 디스패치를 지원

  • 이러한 기능을 제공하는 런타임 라이브러리로 Swift는 Objective-C 런타임을 이용.

  • Swift에서 메서드 스위즐링이 가능한 이유는 Objective-C 런타임이 호출해야하는 특정 함수의 구현을 런타임에 결정 하기 때문

  • 동적 디스 패치 중 Message Dispatch (자기 자신이 오버라이드 하거나 새로 정의한 메소드들만 테이블에 유지) 를 통해 실행 됨

동작 방식

  • Objective-C는 클래스의 메소드나 프로퍼티를 호출할 때, 해당 객체에 "메세지"를 보내는 방식(message sending)으로 구현되어 있음

  • 예를 들어 A라는 메서드를 실행하기 위해서는 대상 객체에게 “A메서드 실행” 하라는 실행 메시지를 전송하고, 그 메시지를 수시한 객체는 해당 메서드를 찾아 실행하는 것

  • 메시지를 찾는 유일한 기준은 selector의 이름

  • 각 클래스에는 selector 이름과 메서드 간의 매핑을 저장하는 메서드 목록이 있음. IMP는 특정 메서드 구현을 가리키는 함수 포인터와 비슷. image

  • 메소드 스위즐링을 구현하기 위해서는 아래 단계를 거침

    1. class_getInstanceMethod(_:_:) 를 통해 selector의 구현(implementation)에 해당하는 메서드를 가져옴. (Selector에 대응하는 메서드가 함수 테이블에 없을 수도 있으니 반환값은 Optional)
    2. method_exchangeImplementations 을 통해 두 method 의 구현(implementation)을 교환
    3. AppDelegate 등에서 메소드를 스위즐해주는 메소드 최초 한번 실행
    extension UIViewController {
    class func swizzleMethod() {
        let originalSelector = #selector(viewWillAppear)
        let swizzleSelector = #selector(swizzleViewWillAppear)

        guard
            let originMethod = class_getInstanceMethod(UIViewController.self, originalSelector),
            let swizzleMethod = class_getInstanceMethod(UIViewController.self, swizzleSelector)
            else { return }
      
        method_exchangeImplementations(originMethod, swizzleMethod)
    }

    @objc public func swizzleViewWillAppear(animated: Bool) {
        print("swizzleViewWillAppear")
    }
}

class AppDelegate: UIResponder, UIApplicationDelegate {
    func application(_ application: UIApplication, didFinishLaunchingWithOptions launchOptions: [UIApplication.LaunchOptionsKey: Any]?) -> Bool {
      UIViewController.swizzleMethod()
    }
}

    image

  • 정적 디스패치의 경우 컴파일 타임에 이미 어떤 코드가 호출되어야 할지 결정되어 버리지만, 동적 디스패치의 경우 이러한 과정이 런타임에서 발생하기 때문에 런타임 과정에서 임의의 메서드로 교체 가능한 것.

재귀적으로 보이는 상황

extension NSString {
    
    class func swizzleReplacingCharacters() {
        let originalMethod = class_getInstanceMethod(
            NSString.self, #selector(NSString.replacingCharacters(in:with:)))
        
        let swizzledMethod = class_getInstanceMethod(
            NSString.self, #selector(NSString.swizzledReplacingCharacters(in:with:)))
        
        guard let original = originalMethod, let swizzled = swizzledMethod else {
            return
        }
        
        method_exchangeImplementations(original, swizzled)
    }
    
    func swizzledReplacingCharacters(in range: NSRange, with replacement: String) -> String {
        return self.swizzledReplacingCharacters(in: range, with: replacement)
    }
}

class AppDelegate: UIResponder, UIApplicationDelegate {
    func application(_ application: UIApplication, didFinishLaunchingWithOptions launchOptions: [UIApplication.LaunchOptionsKey: Any]?) -> Bool {
      NSString.swizzleReplacingCharacters()
    }
}

  • 해당 코드는 얼핏 보면 아래와 같은 의식의 흐름으로 재귀처럼 보일 수 있다

    1. 앱 딜리게이트에서 swizzleReplacingCharacters() 로 서로 메소드 스위즐링 해놓음
    2. 원래 Origin 함수 (replacingCharacters) 가 호출되면 스위즐링 된 메소드 (swizzledReplacingCharacters) 가 실행
    3. 엥 안에서 또 스위즐링된 메소드 (swizzledReplacingCharacters) 실행하네?? 이거 재귀 아니냐?!

  • 하지만 다시 잘 생각해보자

    1. 앱 딜리게이트에서 swizzleReplacingCharacters()로 서로 메소드 스위즐링 해놓음

      Origin 함수 겉 껍데기 - Swizzle 내부 구현
Swizzle 함수 겉 껍데기 - Origin 내부 구현따라서

    2. 원래 Origin 함수 (replacingCharacters) 겉 껍데기가 호출되면 스위즐링 된 메소드의 구현체 (self.swizzledReplacingCharacters(in: range, with: replacement) 가 실행됨.

    3. 스위즐링 된 메소드의 구현체에서 스위즐링 메소드 겉껍데기를 호출하는데, 메소드가 스위즐링 된 상태이므로 Origin 내부 구현이 실행 됨.

  • Origin 함수가 호출될때 사실은 swizzle 함수의 IMP가 호출되고, 여기 안에서 재귀로 호출하는것 처럼 보이는 swizzle 함수는 사실 Origin 함수의 IMP를 호출하는 방식

  • 즉 Origin 함수 겉 껍데기 호출 -> Swizzle 의 내부 구현 호출 -> 내부 구현에서 swizzle 겉껍데기 호출 -> Origin 내부 구현 호출

출처