iOS AOP框架Aspects实现原理

Aspects主要是利用了forwardInvocation进行转发,Aspects其实利用和kvo类似的原理,通过动态创建子类的方式,把对应的对象isa指针指向创建的子类,然后把子类的forwardInvocation的IMP替成ASPECTS_ARE_BEING_CALLED,假设要hook的方法名XX,在子类中添加一个Aspects_XX的方法,然后将Aspects_XX的IMP指向原来的XX方法的IMP,这样方便后面调用原始的方法,再把要hook的方法XX的IMP指向_objc_msgForward,这样就进入了消息转发流程,而forwardInvocation的IMP被替换成了ASPECTS_ARE_BEING_CALLED,这样就会进入ASPECTS_ARE_BEING_CALLED进行拦截处理,这样整个流程大概结束。

// 动态生成子类 把子类的方法替换成自己的
aspect_hookClass

        // Default case. Create dynamic subclass. 
    const char *subclassName = [className stringByAppendingString:AspectsSubclassSuffix].UTF8String;
    Class subclass = objc_getClass(subclassName);

    if (subclass == nil) {
        subclass = objc_allocateClassPair(baseClass, subclassName, 0);//(subclassName子类名_加后缀_Aspects_)
        if (subclass == nil) {
            NSString *errrorDesc = [NSString stringWithFormat:@"objc_allocateClassPair failed to allocate class %s.", subclassName];
            AspectError(AspectErrorFailedToAllocateClassPair, errrorDesc);
            return nil;
        }

  // 把子类的 forwardInvocation 指向 __ASPECTS_ARE_BEING_CALLED__
 // 替换子类的 forwardInvocation 方法
aspect_swizzleForwardInvocation(subclass);

======

    // 由于新创建的class没有实现 forwardInvocation  因此 这里的 originalImplementation就是空的
    // 使用 __ASPECTS_ARE_BEING_CALLED__ 替换子类的 forwardInvocation 方法实现
    // 由于子类本身并没有实现 forwardInvocation ,
    // 所以返回的 originalImplementation 将为空值,所以子类也不会生成 AspectsForwardInvocationSelectorName 这个方法

static NSString *const AspectsForwardInvocationSelectorName = @"__aspects_forwardInvocation:";
static void aspect_swizzleForwardInvocation(Class klass) {
    NSCParameterAssert(klass);
    // If there is no method, replace will act like class_addMethod.
    IMP originalImplementation = class_replaceMethod(klass, @selector(forwardInvocation:), (IMP)__ASPECTS_ARE_BEING_CALLED__, "v@:@");
    if (originalImplementation) {
        class_addMethod(klass, NSSelectorFromString(AspectsForwardInvocationSelectorName), originalImplementation, "v@:@");
    }
    AspectLog(@"Aspects: %@ is now aspect aware.", NSStringFromClass(klass));
}

// 修改了 subclass 以及其 subclass metaclass 的 class 方法,使他返回当前对象的 class 隐藏对外的Class 类似KVO
aspect_hookedGetClass(subclass, statedClass); subclass 动态生成的子类
aspect_hookedGetClass(object_getClass(subclass), statedClass);

static void aspect_hookedGetClass(Class class, Class statedClass) {
    NSCParameterAssert(class);
    NSCParameterAssert(statedClass);
    Method method = class_getInstanceMethod(class, @selector(class));
    IMP newIMP = imp_implementationWithBlock(^(id self) {
        return statedClass;
    });
    class_replaceMethod(class, @selector(class), newIMP, method_getTypeEncoding(method));
}

第一部分主要是动态生成一个子类,然后把子类的forwardInvocation函数动态替换成ASPECTES_ARE_BEING_CALLED,然后通过object_setClass把self的isa指针指向subClass,这样后期调用的时候,会直接进入到动态创建的这个子类中来

    // 被 hook 的 selector
    Method targetMethod = class_getInstanceMethod(klass, selector);
    IMP targetMethodIMP = method_getImplementation(targetMethod);

    // 判断需要被Hook的方法是否应指向 _objc_msgForward 进入消息转发模式
    if (!aspect_isMsgForwardIMP(targetMethodIMP)) {
        // Make a method alias for the existing method implementation, it not already copied.
        // 让一个新的子类方法名指向原先方法的实现,处理回调
        const char *typeEncoding = method_getTypeEncoding(targetMethod);
        SEL aliasSelector = aspect_aliasForSelector(selector);
        if (![klass instancesRespondToSelector:aliasSelector]) {
            __unused BOOL addedAlias = class_addMethod(klass, aliasSelector, method_getImplementation(targetMethod), typeEncoding);
            NSCAssert(addedAlias, @"Original implementation for %@ is already copied to %@ on %@", NSStringFromSelector(selector), NSStringFromSelector(aliasSelector), klass);
        }

        // We use forwardInvocation to hook in.
        class_replaceMethod(klass, selector, aspect_getMsgForwardIMP(self, selector), typeEncoding);
        AspectLog(@"Aspects: Installed hook for -[%@ %@].", klass, NSStringFromSelector(selector));
    }

第二部分aspect_isMsgForwardIMP是会提前进行判断原方法是否有被Hook走,有的话就不会再操作(这里和JSPatch会冲突),然后有两部操作,第一步把动态生成的带有前缀的方法的IMP指向原方法的实现,第二步把原来函数的IMP指针指向objc_msgForward直接进入消息转发流程

最终Hook到以下函数,执行完之后回调到原来的方法实现,到此所有流程就结束了

// This is the swizzled forwardInvocation: method.
static void __ASPECTS_ARE_BEING_CALLED__(__unsafe_unretained NSObject *self, SEL selector, NSInvocation *invocation) {
    NSCParameterAssert(self);
    NSCParameterAssert(invocation);
    SEL originalSelector = invocation.selector;
    SEL aliasSelector = aspect_aliasForSelector(invocation.selector);
    invocation.selector = aliasSelector;
    AspectsContainer *objectContainer = objc_getAssociatedObject(self, aliasSelector);
    AspectsContainer *classContainer = aspect_getContainerForClass(object_getClass(self), aliasSelector);
    AspectInfo *info = [[AspectInfo alloc] initWithInstance:self invocation:invocation];
    NSArray *aspectsToRemove = nil;

    // Before hooks.
    aspect_invoke(classContainer.beforeAspects, info);
    aspect_invoke(objectContainer.beforeAspects, info);

    // Instead hooks.
    BOOL respondsToAlias = YES;
    if (objectContainer.insteadAspects.count || classContainer.insteadAspects.count) {
        aspect_invoke(classContainer.insteadAspects, info);
        aspect_invoke(objectContainer.insteadAspects, info);
    }else {
        Class klass = object_getClass(invocation.target);
        do {
            if ((respondsToAlias = [klass instancesRespondToSelector:aliasSelector])) {
                [invocation invoke];
                break;
            }
        }while (!respondsToAlias && (klass = class_getSuperclass(klass)));
    }

    // After hooks.
    aspect_invoke(classContainer.afterAspects, info);
    aspect_invoke(objectContainer.afterAspects, info);

    // If no hooks are installed, call original implementation (usually to throw an exception)
    if (!respondsToAlias) {
        invocation.selector = originalSelector;
        SEL originalForwardInvocationSEL = NSSelectorFromString(AspectsForwardInvocationSelectorName);
        if ([self respondsToSelector:originalForwardInvocationSEL]) {
            ((void( *)(id, SEL, NSInvocation *))objc_msgSend)(self, originalForwardInvocationSEL, invocation);
        }else {
            [self doesNotRecognizeSelector:invocation.selector];
        }
    }

    // Remove any hooks that are queued for deregistration.
    [aspectsToRemove makeObjectsPerformSelector:@selector(remove)];
}

该函数为swizzle后, 实现新IMP统一处理的核心方法 , 完成一下几件事

处理调用逻辑, 有before, instead, after, remove四种option
将block转换成一个NSInvocation对象以供调用
从AspectsContainer根据aliasSelector取出对象, 并组装一个AspectInfo, 带有原函数的调用参数和各项属性, 传给外部的调用者 (在这是block) .
调用完成后销毁带有removeOption的hook逻辑, 将原selector挂钩到原IMP上, 删除别名selector

1.找到被 hook 的 originalSelector 的 方法实现

2.新建一个 aliasSelector 指向原来的 originalSelector 的方法实现

3.动态创建一个 originalSelector 所在实例的子类,然后 hook 子类的 forwardInvocation: 方法并将方法的实现替换成 ASPECTS_ARE_BEING_CALLED 方法

4.originalSelector 指向 _objc_msgForward 方法实现

5.实例的 originalSelector 的方法执行的时候,实际上是指向 objc_msgForward ,而 objc_msgForward 的方法实现被替换成ASPECTS_ARE_BEING_CALLED 的方法实现,也就是说 originalSelector 的方法执行之后,实际上执行的是__ASPECTS_ARE_BEING_CALLED 的方法实现。而 aliasSelector 的作用就是用来保存 originalSelector 的方法实现,当 hook 代码执行完成之后,可以回到 originalSelector 的原始方法实现上继续执行

1.找到被 hook 的 originalSelector 的 方法实现

2.新建一个 aliasSelector 指向原来的 originalSelector 的方法实现

3.动态创建一个 originalSelector 所在实例的子类,然后 hook 子类的 forwardInvocation: 方法并将方法的实现替换成 ASPECTS_ARE_BEING_CALLED 方法

4.originalSelector 指向 _objc_msgForward 方法实现

5.实例的 originalSelector 的方法执行的时候,实际上是指向 objc_msgForward ,而 objc_msgForward 的方法实现被替换成ASPECTS_ARE_BEING_CALLED 的方法实现,也就是说 originalSelector 的方法执行之后,实际上执行的是__ASPECTS_ARE_BEING_CALLED 的方法实现。而 aliasSelector 的作用就是用来保存 originalSelector 的方法实现,当 hook 代码执行完成之后,可以回到 originalSelector 的原始方法实现上继续执行


作者:Deft_MKJing宓珂璟
来源:CSDN
原文:https://blog.csdn.net/Deft_MKJing/article/details/79567663
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