AOP 源码学习笔记

2019-04-29  本文已影响0人  original_QIU

合理使用oc的runtime特性，可以为我们的应用开发和解决业务需求提供极大的便利。这篇文章权当学习AOP源码的学习笔记分享出来。

aop 编程值aspect第三方库的使用解析

.h 文件声明

AspectOptions

AspectOptions声明了切面编程对原方法的处理方式。默认为AspectPositionAfter，在原始方法之后调用。AspectPositionInstead 替代原始方法
AspectPositionBefore 在原方法之前调用
AspectOptionAutomaticRemoval，在第一次hook之后，会自动移除hook

定义的两个协议

AspectToken：允许注销hook，协议中只有一个remove方法，返回yes则注销hook成功，返回no则注销失败

AspectInfo：是aop切面block的第一个参数。主要包含了hook的信息。主要由instance，originalInvocation，arguments组成。分别是当前hook的实例，hook方法的原始invocation以及所有方法的参数。

切面编程的两个方法

  • (id<AspectToken>)aspect_hookSelector:(SEL)selector
    withOptions:(AspectOptions)options
    usingBlock:(id)block
    error:(NSError **)error;
  • (id<AspectToken>)aspect_hookSelector:(SEL)selector
    withOptions:(AspectOptions)options
    usingBlock:(id)block
    error:(NSError **)error;

第一个方法是为类添加一个block，第二个方法是为实例添加一个block。两个方法都无法为静态方法添加hook。

几个错误码

AspectErrorCode：表明返回的错误类型；

AspectErrorSelectorBlacklisted, /// Selectors like release, retain, autorelease are blacklisted.

AspectErrorDoesNotRespondToSelector, /// Selector could not be found.

AspectErrorSelectorDeallocPosition, /// When hooking dealloc, only AspectPositionBefore is allowed.

AspectErrorSelectorAlreadyHookedInClassHierarchy, /// Statically hooking the same method in subclasses is not allowed.

AspectErrorFailedToAllocateClassPair, /// The runtime failed creating a class pair.

AspectErrorMissingBlockSignature, /// The block misses compile time signature info and can't be called.

AspectErrorIncompatibleBlockSignature, /// The block signature does not match the method or is too large.

AspectErrorRemoveObjectAlreadyDeallocated = 100 /// (for removing) The object hooked is already deallocated.

.m文件方法解析

_AspectBlock：结构体

AspectIdentifier：追踪单个的aspect

包含有追踪的selector、block、blockSignautre方法签名、options切面选项、

AspectsContainer：一个对象或者类的所有切面

包含有三个数组分别用于存放hook前，hook替代的方法、及hook后方法

AspectTracker：所hook类的相关信息

包含类名、所有的方法名

aspects hook调用栈

以实例对象的调用为例：

处理流程：
断言确保传入的参数不为空；创建一个AspectIdentifier对象用于保存hook的信息。

static void aspect_performLocked(dispatch_block_t block) {
static OSSpinLock aspect_lock = OS_SPINLOCK_INIT;
OSSpinLockLock(&aspect_lock);
block();
OSSpinLockUnlock(&aspect_lock);
}

aspect_performLocked加了线程安全锁，用于保证线程安全的情况下执行block。保证当前线程只有一个在hook。


在aspect_performLocked中，先是创建AspectsContainer对象，接着将传入的参数组装成AspectIdentifier对象。如果对象不为空，则AspectsContainer添加该对象，最后执行aspect_prepareClassAndHookSelector（）方法进行hook。

aspect_isSelectorAllowedAndTrack（）

该方法判断当前函数能否被hook，不能被hook的函数有retain、release、autorelease、forwardInvocation,以及delloc之后调用，并将track过的方法加入到tracker中。


先创建不能被hook的名单，接着检查传入的方法是否是处于名单中的方法若是则返回No.如果hook的是delloc方法，则检查是在delloc前还是delloc后，delloc后调用是错误的。


继续判断当前hook的是不是类对象，如果是类对象则先判断是否在子类中hook过，如果hook过子类相同的方法则返回NO;没有hook过则在当前类的父类中方法查找判断。
首先拿到以当前类为key，从字典中拿到tracker，接着判断tracker中是否含有要hook的方法如果有再判断是否是当前类，是则返回yes，no则之前已经hook过。

WX20190410-135709@2x.png

该方法用于记录hook的信息。创建一个tracker对象，将hook过的方法加入到tracker字典中，这个字典是一个全局的单例。

aspect_prepareClassAndHookSelector();

为切面编程的核心方法。


WX20190410-145805@2x.png

1、获取当前要hook的类
2、拿到目标方法的Method
3、拿到目标方法的实现imp地址
4、判断目标imp是否是消息转发的方法，若不是进行相应的替换
1、拿到目标方法的typeEncoding
2、为selector添加自定义前缀
3、判断当前类实例是否响应添加前缀的selector如果不响应则新增方法
4、替换方法的实现为自身的方法。

aspect_aliasForSelector（）

该方法主要是为selector添加上自定义的前缀 @"aspects_"

aspect_getMsgForwardIMP（）

获取消息转发的函数实现，用于替换原有的selector的方法实现；


WX20190429-094114@2x.png

_objc_msgForward是一个函数指针，与IMP类似用于消息转发。当一个对象发送消息并没有实现的时候，_objc_msgForward会尝试做消息转发。
该方法主要的目的是在于返回的是_objc_msgForward，还是_objc_msgForward_stret。先判断非arm64的情况下，接着判断返回值的大小来决定是否使用_objc_msgForward_stret。关于返回值的详细说明可以参考官方文档。关于为什么要在非arm64位的情况下判断可以参考这篇文章。

清除hook 方法

与添加hook相对应的就是清除hook方法aspect_remove；

aspect_remove

可以发现首先是一个锁aspect_performLocked，防止多线程同时修改。具体步奏如下：
1、获取AspectsContainer对象
2、根据aspect，AspectIdentifier寻找对应的实例删除
3、调用aspect_cleanupHookedClassAndSelector撤销runtime时做的改变
4、将aspect对象重置

aspect_cleanupHookedClassAndSelector（）

该方法是整个撤销过程的核心，主要是将runtime时hook的imp复原，且将tracker等置空。

综述

以上是自己最近研究学习AOP源码的一些认识，受限于个人水平，如有不正确的地方，还请批评指正。后续会继续更新本篇学习笔记。

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