VCProfiler 主要是利用 KVO 自动生成子类的特性来检测 ViewController 的加载时长，只需要一个分类，对原项目没有任何侵入性，而且检测效果准确。
痛点
ViewController 的时长检测可以更好的帮助我们发现页面加载过程中耗时的操作，也可以体现 app 的流畅度。
方案
一般项目中对 ViewController 的时长检测是使用 Method Swizzle 替换了 VC 的 loadView，ViewDidLoad，ViewWillAppear 还有 ViewDidAppear 来对页面的加载时间进行检测，但是这种方式不太理想，原因在于我们替换的是 ViewController 的方法，而通常我们自己定义的 ViewController 是调用了父类的方法之后调用很多操作，而这些方法时长我们无法检测到。
VCProfiler 用了一种很巧妙的方式，利用 KVO 会创建一个子类的原理，对子类的一些关键方法进行 hook，这样就会在原类执行完成之后才会调用时间的记录方法，能够准确的测量 VC 的加载耗时。
实现
实现只有两个文件，但是里面的内容却很丰富，主要有两个类，一个分类，我逐个进行分析。
MTHFakeKVOObserver
这个类很简单，就是一个单例，作为观察者，监听 ViewController 一个没有意义的属性，目的是为了触发 KVO。
MTHFakeKVORemover
@interface MTHFakeKVORemover : NSObject
@property (nonatomic, unsafe_unretained) id target;
@property (nonatomic, copy) NSString *keyPath;
@end
@implementation MTHFakeKVORemover
- (void)dealloc {
VCLog(@"dealloc: %@", _target);
[_target removeObserver:[MTHFakeKVOObserver shared] forKeyPath:_keyPath];
_target = nil;
}
@end
这个类的作用主要是为了移除观察者，有两个属性，target 弱引用保存了当前的 ViewController，keyPath 保存对应的 keypath。
具体的使用以及为何使用 unsafe_unretained 而不是 weak 我们在下面一起分析。
UIViewController+VCDetector
主要的内容就是在这个分类中了，首先我们可以看这一部分代码：
+ (void)load {
static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
Class class = [UIViewController class];
[self swizzleMethodInClass:class originalMethod:@selector(initWithNibName:bundle:) swizzledSelector:@selector(pmy_initWithNibName:bundle:)];
[self swizzleMethodInClass:class originalMethod:@selector(initWithCoder:) swizzledSelector:@selector(pmy_initWithCoder:)];
});
}
- (instancetype)pmy_initWithNibName:(nullable NSString *)nibNameOrNil bundle:(nullable NSBundle *)nibBundleOrNil {
[self createAndHookKVOClass];
[self pmy_initWithNibName:nibNameOrNil bundle:nibBundleOrNil];
return self;
}
- (nullable instancetype)pmy_initWithCoder:(NSCoder *)aDecoder {
[self createAndHookKVOClass];
[self pmy_initWithCoder:aDecoder];
return self;
}
很明显，这一段的目的是在程序启动时，交换 UIViewController 的 initWithNibName:bundle: 和自己实现的 pmy_initWithNibName:bundle: 以及 initWithCoder: 和pmy_initWithCoder:，这里为什么不交换 init 方法呢？因为 init 方法最终也是调用 initWithNibName:bundle: 来实现，所以不需要再多做一次操作了。
总的来说，这一部分就是为了让 viewController 在初始化的时候调用 createAndHookKVOClass 这个方法。
- (void)createAndHookKVOClass {
//监听一个没有意义的属性，目的只是为了触发KVO实现一个NSKVONotifying_ViewController子类并且将 isa 指针指向子类
[self addObserver:[MTHFakeKVOObserver shared] forKeyPath:kUniqueFakeKeyPath options:NSKeyValueObservingOptionNew context:nil];
// 给ViewController添加一个MTHFakeKVORemover对象，利用关联对象的原理，ViewController调用delloc的时候，会释放所有的关联对象。
//MTHFakeKVORemover弱引用ViewController
MTHFakeKVORemover *remover = [[MTHFakeKVORemover alloc] init];
remover.target = self;
remover.keyPath = kUniqueFakeKeyPath;
objc_setAssociatedObject(self, &kAssociatedRemoverKey, remover, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN_NONATOMIC);
// NSKVONotifying_ViewController
Class kvoCls = object_getClass(self);
//对比当前的viewDidLoad的指针和当前方法的指针，确保在这之前没有viewDidLoad被hook
IMP currentViewDidLoadImp = class_getMethodImplementation(kvoCls, @selector(viewDidLoad));
if (currentViewDidLoadImp == (IMP)pmy_viewDidLoad) {
return;
}
// ViewController
Class originCls = class_getSuperclass(kvoCls);
VCLog(@"Hook %@", kvoCls);
// 获取原来实现的encoding
const char *originLoadViewEncoding = method_getTypeEncoding(class_getInstanceMethod(originCls, @selector(loadView)));
const char *originViewDidLoadEncoding = method_getTypeEncoding(class_getInstanceMethod(originCls, @selector(viewDidLoad)));
const char *originViewDidAppearEncoding = method_getTypeEncoding(class_getInstanceMethod(originCls, @selector(viewDidAppear:)));
const char *originViewWillAppearEncoding = method_getTypeEncoding(class_getInstanceMethod(originCls, @selector(viewWillAppear:)));
// 重点，为 NSKVONotifying_ViewController 添加常用的检测方法。
// 当调用 VC 的下列方法的时候，会直接调用 NSKVONotifying_ViewController 添加的方法
class_addMethod(kvoCls, @selector(loadView), (IMP)pmy_loadView, originLoadViewEncoding);
class_addMethod(kvoCls, @selector(viewDidLoad), (IMP)pmy_viewDidLoad, originViewDidLoadEncoding);
class_addMethod(kvoCls, @selector(viewDidAppear:), (IMP)pmy_viewDidAppear, originViewDidAppearEncoding);
class_addMethod(kvoCls, @selector(viewWillAppear:), (IMP)pmy_viewWillAppear, originViewWillAppearEncoding);
}
以上这一段就是利用 KVO 以及 hook 子类的关键方法实现耗时检测，其中每一部分的意思我都写上了注释，配合代码很容易理解。
为什么不使用 weak 而使用 unsafe_unretained，我们知道，对象在调用 dealloc 内部会调用 _object_remove_assocations(obj) 方法，也就是释放所有的关联对象，那么在 ViewController 销毁的时候，会调用 MTHFakeKVORemover 的 dealloc 方法，在 MTHFakeKVORemover 调用 dealloc 的时候，会调用 objc_clear_deallocating(obj) 清除弱引用表，那么在 remover 进入 -dealloc 方法的时候，上述代码中的 if (_obj) 判断将永远为 false。因此使用 unsafe_unretained 来修饰 VC 实例。
static void pmy_viewDidLoad(UIViewController *kvo_self, SEL _sel) {
Class kvo_cls = object_getClass(kvo_self);
Class origin_cls = class_getSuperclass(kvo_cls);
IMP origin_imp = method_getImplementation(class_getInstanceMethod(origin_cls, _sel));
assert(origin_imp != NULL);
void (*func)(UIViewController *, SEL) = (void (*)(UIViewController *, SEL))origin_imp;
VCLog(@"VC: %p -viewDidLoad \t\tbegin at CF time:\t%lf", kvo_self, CFAbsoluteTimeGetCurrent());
func(kvo_self, _sel);
VCLog(@"VC: %p -viewDidLoad \t\tfinish at CF time:\t%lf", kvo_self, CFAbsoluteTimeGetCurrent());
}
然后就是实现时间统计的操作了，首先我们拿到父类也就是 ViewController 的 viewDidLoad 方法的 IMP指针，在调用第一次时间统计之后，传入 NSKVONotifying_ViewController 和方法名，类似于是调用了 [super viewDidLoad]，然后在之后再统计一次时间，整个时间统计的过程就完成了。
- (void)dealloc {
VCLog(@"dealloc: %@", _target);
[_target removeObserver:[MTHFakeKVOObserver shared] forKeyPath:_keyPath];
_target = nil;
}
最后就是移除监听者，至此，整个流程也分析完了，最后再来梳理一遍整个流程。
1、load 方法中交换 ViewController 的 init 的方法实现。
2、TestVC 调用 init 方法的时候，会调用 addObserver 监听一个不会使用的对象，触发 KVO 生成一个子类 NSKVONotifying_ TestVC 并将 isa 指针指向 NSKVONotifying_ TestVC。
3、TestVC 关联对象 MTHFakeKVORemover用于 dealloc 的时候移除监听，MTHFakeKVORemover 对 TestVC 弱引用，修饰符使用 unsafe_unretained。
4、NSKVONotifying_ TestVC 重写一些常用来检测的方法。
5、TestVC 调用 viewDidLoad 或者其他检测的方法，优先调用 NSKVONotifying_ TestVC 中的方法，开始统计。
6、然后 viewDidLoad 内方法执行完成之后，结束统计。
7、TestVC 调用 dealloc 方法，释放关联对象，MTHFakeKVORemover 调用 dealloc 方法，移除监听，完成。
总结
VCProfiler 代码不多，只有 200 来行，但是留给我的思考很多，而且内部涉及到了很多的底层原理，包括 Method Swizzle，关联对象的原理，dealloc 的原理，KVO 的原理，以及runtime 的运用，以及 weak 和 unsafe_unretained 的区别等。只有对各种机制了解透彻，并且运用熟练才能想出这种技巧来实现我们所需要的功能，正因如此，我们才需要对我们的程序运行过程深入的理解，只有清楚程序核心原理，才能慢慢熟悉，最终才能做到随心所欲，收放自如。
参考文档：