iOS開發進階：三方源碼解讀

一、YYMemoryCache的源碼解讀

• YYKit項目

YYMemoryCache是用來做內存管理的類，他支持設置緩存對象的個數、最大佔用內存大小、時間等限制來達到較好的存儲狀態，他內部支持通過LRU淘汰策略來清理低頻使用的數據。

1.YYMemoryCache分爲兩個主體部分:

• YYMemoryCache類

//通過key來查詢一個對象
- (nullable id)objectForKey:(id)key;

//添加一個實體到緩存
- (void)setObject:(nullable id)object forKey:(id)key withCost:(NSUInteger)cost;

//通過key來刪除一個緩存實體
- (void)removeObjectForKey:(id)key;

//清理所有的緩存實體
- (void)removeAllObjects;

//通過count、內存大小、時間等條件刪除緩存實體
- (void)trimToCount:(NSUInteger)count;
- (void)trimToCost:(NSUInteger)cost;
- (void)trimToAge:(NSTimeInterval)age;

• _YYLinkedMap類和_YYLinkedMapNode類，是一個與CFMutableDictionaryRef結合的雙向鏈表.

//新插入一個節點到頭部
- (void)insertNodeAtHead:(_YYLinkedMapNode *)node;

//將節點移動到頭部
- (void)bringNodeToHead:(_YYLinkedMapNode *)node;

//移除一個節點
- (void)removeNode:(_YYLinkedMapNode *)node;

//移除尾節點
- (_YYLinkedMapNode *)removeTailNode;

//移除所有節點
- (void)removeAll;

核心部分是_YYLinkedMap鏈表，他通過hash表來維護節點的生命週期，根據LRU將最新訪問的對象移動/插入到鏈表的頭部，那麼響應的不常用的就回跑到鏈表的末尾，再根據內存限制、個數顯示等因素移除的不常用的數據。

2.讀取:- (id)objectForKey:(id)key

• 該方法是一個簡單的查詢的方法，入慘爲緩存實體的key，預處理判空。
• 通過key查詢hash表中的節點，如果存在則更新節點的最後訪問時間爲當前時間，並且將節點移動到雙向鏈表的頭部；最後返回節點上存儲的實體。

3.寫入:- (void)setObject:(id)object forKey:(id)key withCost:(NSUInteger)cost

• 該方法是一個設置實體的方法，入參包括實體的key、實體本身、佔用內存大小
• 預處理判空：如果key爲空則return；如果實體爲空，則通過key移除hash表的數據、移除鏈表中的節點
• 否則通過key查詢hash中的節點。
• 如果節點已經存在，則更新節點的佔用內存大小、時間、實體數據，並修改整體佔用內存大小，再將該節點移動到鏈表的頭部
• 如果節點不存在，則新建節點，綁定相關信息後插入鏈表頭部(存入hash表)
• 根據限制的佔用內存大小、緩存個數清理掉多餘的數據。對於內存的清理可能回清理掉多個節點的數據，但是對於個數現在通常只會多一個，如果多了移除爲節點就可以了。

4.鏈表：_YYLinkedMap

• 內部使用雙向鏈表(Double Linked List)和哈希表(Dictionary)
• 自身持有鏈表的頭節點和尾節點(非虛擬節點)
• 在插入到頭部insertNodeAtHead、移除指定節點removeNode、移除尾節點removeTailNode、移除全部removeAll這些涉及到數據留存的時候內部進行了hash表的增刪；而在鏈表中移動bringNodeToHead則不需要更改hash表。
• 移除全部的時候，直接進行將總個數、佔用內存滯空、hash表等置空。
• 爲什麼使用雙向鏈表?

1.使用雙向鏈表可以快速的移動節點：假如把第N個節點移動到第1個位置，則只需要操作一次就到位了，時間複雜度爲O(1)；如果使用數組則需要將1到N-1之間的數據都向後移動一位，需要執行N-2次，時間複雜度爲O(n)。
2.使用雙向鏈表可以快速增刪元素：假如刪除指定的節點，使用爽鏈表則直接將刪除節點的上一節點的next指針指向當前節點的下一個節點，將當前節點的next節點的prev指針指向當前節點的上一個節點，一次操作完成任務，時間複雜度O(1);如果使用單向鏈表，在做刪除時，無法直接拿到當前節點的上一個節點，只能從頭開始遍歷，找到當前節點的前一個節點，時間複雜度爲O(n)。

• _YYLinkedMapNode的prev和next指針，爲什麼使用__unsafe_unretained修飾？

1._YYLinkedMapNode存入hash表的時候，會對其進行retain操作,所以這裏不需要強持有。
2.如果這強持有會造成循環引用：相鄰的兩個節點A.next = B, B.prev = A,構成循環引用了，在釋放的時候必須手動將prev、next指針置爲nil，並且在removeAll的時候需要手動將每一個節點的前驅、後續指針置爲nil，多了很多操作。

• 爲什麼使用CFMutableDictionaryRef，而不用NSMutableDictionary?

兩者功能相近，CFMutableDictionaryRef是基於C的實現，效率更高，而NSMutableDictionary是對CFMutableDictionaryRef的封裝。

二、Aspects源碼解讀

1.Objective-C的runtime

• Objective-C的runtime可以允許我們在運行時進行方法交換，或者在原方法之前插入自定義方法:

+ (void)hookClass:(Class)classObject fromSelector:(SEL)fromSelector toSelector:(SEL)toSelector {
    Class class = classObject;
    // 得到被交換類的實例方法
    Method fromMethod = class_getInstanceMethod(class, fromSelector);
    // 得到交換類的實例方法
    Method toMethod = class_getInstanceMethod(class, toSelector);
    
    // class_addMethod() 函數返回成功表示被交換的方法沒實現，然後會通過 class_addMethod() 函數先實現；返回失敗則表示被交換方法已存在，可以直接進行 IMP 指針交換 
    if(class_addMethod(class, fromSelector, method_getImplementation(toMethod), method_getTypeEncoding(toMethod))) {
        // 進行方法的交換
        class_replaceMethod(class, toSelector, method_getImplementation(fromMethod), method_getTypeEncoding(fromMethod));
    } else {
        // 交換 IMP 指針
        method_exchangeImplementations(fromMethod, toMethod);
    }
}

• 使用案例：略。
• class_getInstanceMethod可以得到該類的實例方法，class_addMethod可以爲類添加方法，返回true表示被交換的方法的方法沒有實現，已經添加成功。返回false表示已經存在添加失敗。然後在根據是否添加成功，來class_replaceMethod或method_exchangeImplementations。
• 但是直接使用runtime進行方法交換會有如下風險：交換需要在+load方法中實現，並且只能交換1次(或者奇數次)；被替換的方法只能是當前類的方法，不能是父類的方法，父類的方法只能在調用的時候使用，而不是在交換時；交換的方法如果_cmd則可能會出現一些其他的問題；還可能出現方法名衝突等問題。

2.Aspects

• Aspects項目
• Aspects是一個通過runtime消息轉發機制實現的的方法交換的庫。他將所有的方法調用都指到_objc_msgForward函數調用上，按照自己的方式實現了消息轉發，自己處理參數列表、返回值，通過NSInvocation調用方法。
• 使用案例:

[NXViewController aspect_hookSelector:@selector(viewDidAppear:) withOptions:AspectPositionBefore usingBlock:^(id<AspectInfo> info, BOOL animated){
        NSLog(@"NXViewController-viewDidAppear:");
} error:NULL];

• AspectOptions有四個枚舉值:AspectPositionAfter表示在原始方法之前回調;AspectPositionBefore表示在原始方法之後回調，而AspectPositionInstead表示直接取代原始的方法實現。AspectOptionAutomaticRemoval表示會在首次回調後移除。
• hook之前會判斷是否允許hook,[aspect_isSelectorAllowedAndTrack]:retain, release, autorelease, forwardInvocation:這幾個方法是不能hook的；dealloc方法只能hook在原始方法調用之前。不能響應的方法不能hook；同一個方法在父子類繼承關係中只能hook一次。
• 然後再根據交換的事類對象、還是實例對象分別處理,[aspect_prepareClassAndHookSelector]：類對象先修改forwardInvocation，將類的實現轉成自己的實現，然後重新生成一個方法來實現交換，最後交換IMP;對於實例對象的方法交換先創建一個新的子類，並將當前實例的isa指向新創建的類，然後再修改類的方法(與KVO的底層實現相似)