iOS 黑魔法 Runtime Method Swizzling

目录

1、直接使用 Runtime 方法交换开发的风险有哪些?

RSSwizzle库也是方法交换库 https://github.com/rabovik/RSSwizzle/

2、更安全的方法交换库 Aspects ASpects  https://github.com/steipete/Aspects


1、直接使用 Runtime 方法交换开发的风险有哪些?

1> Runtime 不光能够进行方法交换,还能够在运行时处理 Objective-C 特性相关(比如类、成员函数、继承)的增删改操作。苹果公司已经开源了 Runtime,在 GitHub 上有可编译的 Runtime 开源版本 Runtime源码。你可以通过于德志 (@halfrost) 博客的三篇 Runtime 文章,即 isa 和 Class、 消息发送与转发,以及如何 正确使用runtime,来一边学习一边调试。直接使用 Runtime 进行方法交换非常简单,代码如下:

如代码所示:通过 class_getInstanceMethod() 函数可以得到被交换类的实例方法和交换类的实例方法。使用 class_addMethod() 函数来添加方法,返回成功表示被交换的方法没被实现,然后通过 class_addMethod() 函数实现;返回失败则表示被交换方法已存在,可以通过 method_exchangeImplementations() 函数直接进行 IMP 指针交换以实现方法交换。

黑魔法使用

2> 使用风险

但是,像上面这段代码一样,直接使用 Runtime 的方法进行方法交换会有很多风险,RSSwizzle https://github.com/rabovik/RSSwizzle/库里指出了四个典型的直接使用 Runtime 方法进行方法交换的风险。我稍作整理,以方便你查看,并便于你理解后续的内容。

第一个风险是,需要在 +load 方法中进行方法交换。因为如果在其他时候进行方法交换,难以保证另外一个线程中不会同时调用被交换的方法,从而导致程序不能按预期执行。

第二个风险是,被交换的方法必须是当前类的方法,不能是父类的方法,直接把父类的实现拷贝过来不会起作用。父类的方法必须在调用的时候使用,而不是方法交换时使用。

第三个风险是,交换的方法如果依赖了 cmd,那么交换后,如果 cmd 发生了变化,就会出现各种奇怪问题,而且这些问题还很难排查。特别是交换了系统方法,你无法保证系统方法内部是否依赖了 cmd。

第四个风险是,方法交换命名冲突。如果出现冲突,可能会导致方法交换失败。


2、更安全的方法交换库 Aspects

1> Aspects 是一个通过 Runtime 消息转发机制来实现方法交换的库。它将所有的方法调用都指到 _objc_msgForward 函数调用上,按照自己的方式实现了消息转发,自己处理参数列表,处理返回值,最后通过 NSInvocation 调用来实现方法交换。同时,Aspects 还考虑了一些方法交换可能会引发的风险,并进行了处理。

比如,热修复框架 JSPatch https://github.com/bang590/JSPatch就是学习了 Aspects 的实现方式。

2> Aspect 实现方法交换的原理。

Aspects 的整体流程是,先判断是否可进行方法交换。这一步会进行安全问题的判断处理。如果没有风险的话,再针对要交换的是类对象还是实例对象分别进行处理。

对于类对象的方法交换,会先修改类的 forwardInvocation ,将类的实现转成自己的。然后,重新生成一个方法用来交换。最后,交换方法的 IMP,方法调用时就会直接对交换方法进行消息转发。

对于实例对象的方法交换,会先创建一个新的类,并将当前实例对象的 isa 指针指向新创建的类,然后再修改类的方法。

整个流程的入口是 aspect_add() 方法,这个方法里包含了 Aspects 的两个核心方法,第一个是进行安全判断的 aspect_isSelectorAllowedAndTrack 方法,第二个是执行类对象和实例对象方法交换的 aspect_prepareClassAndHookSelector 方法。

aspect_isSelectorAllowedAndTrack 方法,会对一些方法比如 retain、release、autorelease、forwardInvocation 进行过滤,并对 dealloc 方法交换做了限制,要求只能使用 AspectPositionBefore 选项。同时,它还会过滤没有响应的方法,直接返回 NO。

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