Aspects扫盲

作者: 李永开 | 来源:发表于2022-08-17 20:03 被阅读0次

Aspects扫盲
Aspects原理详解
iOS开发之优秀三方库
iOS - Aspects实现原理解析
iOS Aspects 使用-坑点
Aspects源码浅析
iOS 不错的AOP 库Aspects ，封装了 Runtim
iOS应用使用Aspects框架实现类方法的拦截
iOS应用使用Aspects框架实现类方法的拦截
iOS应用使用Aspects框架实现方法的拦截

一. 什么是Aspects

[ˈæspekts] n. 方面；方位；面貌（aspect 的复数）
Aspects是一个轻量的、简单的，面向切面(AOP - Aspect Oriented Programming)的library。

二. 怎么使用Aspects

2.0 先看下头文件

头文件很简单，提供了一个类方法和实例方法

类方法：hook所有该类的实例对象的方法
实例方法：只hook该实例的方法

参数总共有4个：
AspectPositionAfter && AspectPositionBefore：比较简单，选择调用block的时机是在原方法之前或者之后
AspectOptionAutomaticRemoval：只hook一次
AspectPositionInstead：替换原来的实现方法，其实是不调用以前的方法

typedef NS_OPTIONS(NSUInteger, AspectOptions) {
    AspectPositionAfter   = 0,            /// Called after the original implementation (default)
    AspectPositionInstead = 1,            /// Will replace the original implementation.
    AspectPositionBefore  = 2,            /// Called before the original implementation.
    
    AspectOptionAutomaticRemoval = 1 << 3 /// Will remove the hook after the first execution.
};

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

/// Adds a block of code before/instead/after the current `selector` for a specific instance.
- (id<AspectToken>)aspect_hookSelector:(SEL)selector
                           withOptions:(AspectOptions)options
                            usingBlock:(id)block
                                 error:(NSError **)error;

2.1 简单试下,hook下viewcontroller的`viewWillAppear`方法，好使

    [UIViewController aspect_hookSelector:@selector(viewWillAppear:) withOptions:AspectPositionAfter usingBlock:^(id<AspectInfo> aspectInfo, BOOL animated) {
        NSLog(@"View Controller %@ will appear animated: %tu", aspectInfo.instance, animated);
    } error:NULL];

2.2 试试自定义的方法🤥没问题

@interface AspectsDemo : NSObject
- (void)aspectTest;
@end

@implementation AspectsDemo
- (void)aspectTest {
    NSLog(@"%@", NSStringFromSelector(_cmd));//aspects__aspectTest
}
@end

//调用下，没问题
[AspectsDemo aspect_hookSelector:@selector(aspectTest) withOptions:0 usingBlock:^(id<AspectInfo> aspectInfo){
        NSLog(@"%@", aspectInfo);
    } error:NULL];
[[[AspectsDemo alloc] init] aspectTest];

2.3 先调用，后hook试试, 啥也没发生👌🏻

@implementation AspectsDemo
- (void)aspectTest {
    printf(__func__);//-[AspectsDemo aspectTest]
}
@end

[[[AspectsDemo alloc] init] aspectTest];
    [AspectsDemo aspect_hookSelector:@selector(aspectTest) withOptions:0 usingBlock:^(id<AspectInfo> aspectInfo){
        NSLog(@"%@", aspectInfo);
} error:NULL];

2.4 多次hook试试

两个block都走了，也没啥问题 😲

    [AspectsDemo aspect_hookSelector:@selector(aspectTest) withOptions:0 usingBlock:^(id<AspectInfo> aspectInfo){
        NSLog(@"%@", aspectInfo);
    } error:NULL];
    [AspectsDemo aspect_hookSelector:@selector(aspectTest) withOptions:0 usingBlock:^(id<AspectInfo> aspectInfo){
        NSLog(@"%@", aspectInfo);
    } error:NULL];
    [[[AspectsDemo alloc] init] aspectTest];

2.5 试试实例方法

没问题☹️
只hook了demo1， demo2不受影响，很棒

AspectsDemo *demo1 = [[AspectsDemo alloc] initWithSting:@"666"];
[demo1 aspect_hookSelector:@selector(aspectTest) withOptions:AspectPositionAfter usingBlock:^(id<AspectInfo> aspectInfo){
    NSLog(@"%@", aspectInfo);
} error:NULL];
[demo1 aspectTest];

AspectsDemo *demo2 = [[AspectsDemo alloc] initWithSting:@"777"];
[demo2 aspectTest];

2.6 试试AspectPositionInstead参数

优秀啊，使用AspectPositionInstead原方法就不走了

[AspectsDemo aspect_hookSelector:@selector(aspectTest) withOptions:AspectPositionInstead usingBlock:^(id<AspectInfo> aspectInfo){
    NSLog(@"%@", aspectInfo);
} error:NULL];
[[[AspectsDemo alloc] init] aspectTest];

2.7 hook init方法试试

没问题

@implementation AspectsDemo
- (instancetype)initWithSting:(NSString *)string {
    NSLog(@"%@",string);
    if (self = [super init]) {
        self.string = string;
    }
    return self;
}

[AspectsDemo aspect_hookSelector:@selector(initWithSting:) withOptions:0 usingBlock:^(id<AspectInfo> aspectInfo, NSString *str){
        NSLog(@"%@", aspectInfo);
    } error:NULL];
[[AspectsDemo alloc] initWithSting:@"666"];

2.8 hook init方法，并且多传入几个参数试试

GG了GG了😮😮😮😮😮😮，多传了id a， id b,参数对不上，就不走block了

[AspectsDemo aspect_hookSelector:@selector(initWithSting:) withOptions:0 usingBlock:^(id<AspectInfo> aspectInfo,id a, id b){
    NSLog(@"%@", aspectInfo);
} error:NULL];
[[AspectsDemo alloc] initWithSting:@"666"];

2.9 hook 系统的init方法试试

😮😮😮😮😮😮😮😮😮😮😮😮不行了😮😮😮😮😮😮😮😮哈哈哈😮😮😮😮😮,不走block了

[NSString aspect_hookSelector:@selector(initWithString:) withOptions:0 usingBlock:^(id<AspectInfo> aspectInfo) {
        NSLog(@"%@", aspectInfo);
    } error:NULL];
[[NSString alloc] initWithString:@"666"];

所以我们需要研究一下一下问题

入参只能少，不能多，多的话hook失败
hook 系统的init方法失败

三. 研究下源码

返回一个id类型对象，遵守@protocol AspectToken <NSObject>协议，可以使用remove方法撤销hook

    id ret = [AspectsDemo aspect_hookSelector:@selector(aspectTest) withOptions:AspectPositionAfter usingBlock:^(id<AspectInfo> aspectInfo){
        NSLog(@"%@", aspectInfo);
    } error:NULL];
    [[[AspectsDemo alloc] init] aspectTest];
    [ret remove];

判断这个类是否能hook

// 这4个方法不能hook
disallowedSelectorList = [NSSet setWithObjects:@"retain", @"release", @"autorelease", @"forwardInvocation:", nil];

//dealloc可以hook，但是只能在调用之前hook
[selectorName isEqualToString:@"dealloc"] && position != AspectPositionBefore

// 自省，不响应的不hook
if (![self respondsToSelector:selector] && ![self.class instancesRespondToSelector:selector]) 

//静态变量，记录哪些类被hook了
static NSMutableDictionary *swizzledClassesDict  
// 子类的这个方法被hook过了， 就不hook
[tracker subclassHasHookedSelectorName:selectorName]
// 父类被hook过了， 就不hook
[tracker.selectorNames containsObject:selectorName]

检测方法签名，验证我们传入的block是否合法

//如果方法签名的参数个数大于原方法的参数个数，不走下面的逻辑了
    NSMethodSignature *methodSignature = [[object class] instanceMethodSignatureForSelector:selector];
    if (blockSignature.numberOfArguments > methodSignature.numberOfArguments) {
      return NO};

通过以上测试，开始真正hook的部分

// 替换原来的imp,改成自己的imp
IMP originalImplementation = class_replaceMethod(klass, @selector(forwardInvocation:), (IMP)__ASPECTS_ARE_BEING_CALLED__, "v@:@");
// 给类增加一个新的方法，imp为原来的实现方法
if (originalImplementation) {
    class_addMethod(klass, NSSelectorFromString(AspectsForwardInvocationSelectorName), originalImplementation, "v@:@");
}

// 这个函数就是自己的imp，内部会先调用自己的block
static void __ASPECTS_ARE_BEING_CALLED__(__unsafe_unretained NSObject *self, SEL selector, NSInvocation *invocation) {}

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

    // 如果是替换，就不调用原方法了
    // Instead hooks.
    BOOL respondsToAlias = YES;
    if (objectContainer.insteadAspects.count || classContainer.insteadAspects.count) {
        aspect_invoke(classContainer.insteadAspects, info);
        aspect_invoke(objectContainer.insteadAspects, info);

    //先调用原方法，在调用hook的方法
    if ((respondsToAlias = [klass instancesRespondToSelector:aliasSelector])) {
                [invocation invoke];
                break;
    }
    // After hooks.
    aspect_invoke(classContainer.afterAspects, info);
    aspect_invoke(objectContainer.afterAspects, info);
}

四. 解决问题

2.8 hook init方法，并且多传入几个参数试试
这个问题看源码已经解决了，是因为我们block传入的参数个数大于原方法入参个数
2.9 hook 系统的init方法试试
这个问题打断点，发现originalImplementation为nil，所以没有走接下来的hook流程

    IMP originalImplementation = class_replaceMethod(klass, @selector(forwardInvocation:), (IMP)__ASPECTS_ARE_BEING_CALLED__, "v@:@");
    if (originalImplementation) {
        class_addMethod(klass, NSSelectorFromString(AspectsForwardInvocationSelectorName), originalImplementation, "v@:@");
    }

经过百度，其实是因为NSString *realString = [[NSString alloc] initWithString:@"666"];里面的NSString, 在真正创建的时候，用的其实是它的子类，可以参考这篇文章

(lldb) po realString.class
__NSCFConstantString

(lldb) po realString.superclass
__NSCFString

(lldb) po realString.superclass.superclass
NSMutableString

(lldb) po realString.superclass.superclass.superclass
NSString

所以, 我们应该这样hook

[[NSString alloc].class aspect_hookSelector:@selector(initWithString:) withOptions:0 usingBlock:^(id<AspectInfo> aspectInfo) {
        NSLog(@"%@", aspectInfo);
} error:NULL];
NSString *realString = [[NSString alloc] initWithString:@"666"];

同理，对NSAttributedString的hook也是如此，因为NSAttributedString真正使用的也是其簇类。

五. 总结

5.0 什么是Aspects

Aspects使用runtime的class_replaceMethod方法交换类的forwardInvocation方法，并用block将相关信息传递到调用处的一个AOP框架。

5.1 使用Aspects注意事项

不能hook @"retain", @"release", @"autorelease", @"forwardInvocation
可以hook dealloc方法，但是只能在调用之前hook
block入参内部放法签名的参数个数大于原方法的参数个数，会hook失败
对于NSString等拥有簇类的类，需要使用其真正的类名去调用hook方法

5.2 如何看到Aspects

github上作者说了，不建议在生产环境部署Aspects，因为其内部的实现不能保证在未来也是100%安全。
使用Method Swizzle也可以做到方法交换, 而且很容易在代码层次做校验判断。 Aspects则不太容易做到替换参数等，不是很直观。

// Method Swizzle
- (instancetype)safe_initWithString:(NSString *)aString{
    return [self safe_initWithString:aString?:@""];
}

//Aspects
[[NSString alloc].class aspect_hookSelector:@selector(initWithString:) withOptions:0 usingBlock:^(id<AspectInfo> aspectInfo) {
    需要在这里做判断，替换参数
} error:NULL];
NSString *realString = [[NSString alloc] initWithString:@"666"];

Aspects hook分散在各个地方，同一个hook可以被执行多次（我测试的）,容易产生bug。当然Method Swizzle也会有这样的问题，建议将hook的代码收拢到一起，便于管理和排查。

六. 待解决的问题

6.1 多次hook依然能走的问题

6.2 实例方法的hook和类的hook是否一致

Final. 学到的知识点：

objc_getAssociatedObject 直接用SEL aliasSelector,

OBJC_EXPORT id _Nullable
objc_getAssociatedObject(id _Nonnull object, const void * _Nonnull key)

说明SEL是个const void *
SEL aliasSelector = aspect_aliasForSelector(selector);
AspectsContainer *aspectContainer = objc_getAssociatedObject(self, aliasSelector);

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iOS应用使用Aspects框架实现方法的拦截
Aspects简介： Aspects github地址：https://github.com/steipete/A...

Aspects扫盲

一. 什么是Aspects

二. 怎么使用Aspects

2.0 先看下头文件

2.1 简单试下,hook下viewcontroller的`viewWillAppear`方法，好使

2.2 试试自定义的方法🤥没问题

2.3 先调用，后hook试试, 啥也没发生👌🏻

2.4 多次hook试试

2.5 试试实例方法

2.6 试试AspectPositionInstead参数

2.7 hook init方法试试

2.8 hook init方法，并且多传入几个参数试试

2.9 hook 系统的init方法试试

三. 研究下源码

四. 解决问题

五. 总结

5.0 什么是Aspects

5.1 使用Aspects注意事项

5.2 如何看到Aspects

六. 待解决的问题

6.1 多次hook依然能走的问题

6.2 实例方法的hook和类的hook是否一致

Final. 学到的知识点：

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五. 总结

5.0 什么是Aspects

5.1 使用Aspects注意事项

5.2 如何看到Aspects

六. 待解决的问题

6.1 多次hook依然能走的问题

6.2 实例方法的hook和类的hook是否一致

Final. 学到的知识点：

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