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[crash详解与防护] unrecognized select

[crash详解与防护] unrecognized select

作者: 盗梦49 | 来源:发表于2018-01-13 14:52 被阅读0次

    前言:

    unrecognized selector类型的crash是因为一个对象调用了一个不属于它的方法导致的。要解决这种类型的crash,我们先要了解清楚它产生的具体原因和流程。本文先讲了消息传递机制和消息转发机制的流程,然后对消息转发流程的一些函数的使用进行举例,最后指出了对“unrecognized selector类型的crash”的防护措施。

    一、消息传递机制和消息转发机制

    1.  消息传递机制(动态消息派发系统的工作过程)

    当编译器收到[someObject messageName:parameter]消息后,编译器会将此消息转换为调用标准的C语言函数objc_msgSend,如下所示:

    objc_msgSend(someObject,@selector(messageName:),parameter)

     该方法会去someObject所属的类中搜寻其“方法列表”,如果能找到与messageName:相符的方法,就跳转到实现代码;找不到就沿着继承体系继续向上找;如果最终还是找不到,就执行“消息转发”操作。

    2. 消息转发机制

    消息转发分两大阶段:

    (1)动态方法解析:即征询selector所属的类的下列方法,看其是否能动态添加这个未知的选择子:

    //  缺失的selector是实例方法调用+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)selector

    //  缺失的selector是类方法调用+(BOOL)resolveClassMethod:(SEL)selector

    该方法的参数就是那个未知的选择子,其返回值Boolean类型,表示这个类是否能新增一个实例方法用以处理此选择子。(@dynamic属性没有实现setter方法和getter方法,可以在“消息转发”过程对其实现)

    (2)消息转发

    (2.1)“备援接收者”方案----当前接收者第二次处理未知选择子的机会:运行期系统通过下列方法问当前接收者,能不能把这条消息转发给其它接收者来处理:

    -(id)forwardingTargetForSelector:(SEL)selector

    该方法的参数就是那个未知的选择子,其返回值id类型,表示找到的备援对象,找不到就返回nil。(缺点:我们无法操作经由这一步所转发的消息。)

     (2.2) 完整的消息转发

    调用下列方法转发消息:

    -(void)forwardInvocation:(NSInvocation*)invocation

     NSInvocation把尚未处理的那条消息有关的全部细节都封于其中,包括:选择子、目标及参数。

    (a)上面这个方法可以实现的很简单:只需改变调用目标,使消息在新目标上得以调用即可(与“备援接收者”方案所实现的方法等效,很少有人采用)。

    (b)比较有用的实现方式为:在触发消息前,先以某种方式改变消息内容,比如追加另外一个参数,或是改换选择子等等。

    上面的步骤都不能解决问题的话,就会调用NSObject的doesNotRecognizeSelector抛出异常。

    总结:

      消息转发的全流程,如下图所示:

    “消息转发”全流程图

    二、举例

    1. 动态方法解析,即resolveInstanceMethod的使用:

      (以动态方法解析来实现@dynamic属性)

    //EOCAutoDictionary.h

    @interface EOCAutoDictionary : NSObject

    @property(nonatomic, strong) NSDate *date;

    @end

    //EOCAutoDictionary.m

    #import "EOCAutoDictionary.h"

    @interface EOCAutoDictionary()

    @property(nonatomic, strong) NSMutableDictionary *backingStore;

    @end

    @implementation EOCAutoDictionary

    @dynamic date;

    - (id)init {

        if(self = [super init]) {_backingStore = [NSMutableDictionary new];}

        return self;

    }

    + (BOOL) resolveInstanceMethod:(SEL)selector {

        //selector = "setDate:" 或 "date",_cmd = (SEL)"resolveInstanceMethod:"

        NSString *selectorString = NSStringFromSelector(selector);

        if([selectorString hasPrefix:@"set"]) {

            // 向类中动态的添加方法,第三个参数为函数指针,指向待添加的方法。最后一个参数表示待添加方法的“类型编码”

            class_addMethod(self, selector,(IMP)autoDictionarySetter,"v@:@");

        } else {

            class_addMethod(self, selector,(IMP)autoDictionaryGetter,"v@:@");

        }

        return YES;

    }

    id autoDictionaryGetter(id self, SEL _cmd) {

        // 此时_cmd = (SEL)"date"

        // Get the backing store from the object

        EOCAutoDictionary *typeSelf = (EOCAutoDictionary *) self;

        NSMutableDictionary *backingStore = typeSelf.backingStore;

        //the key is simply the selector name

        NSString *key = NSStringFromSelector(_cmd);

        //Return the value

        return [backingStore objectForKey:key];

    }

    void autoDictionarySetter(id self, SEL _cmd, id value) {

        // 此时_cmd = (SEL)"setDate:"

        // Get the backing store from the object

        EOCAutoDictionary *typeSelf = (EOCAutoDictionary *) self;

        NSMutableDictionary *backingStore = typeSelf.backingStore;

        /** The selector will be for example, "setDate:".

        * We need to remove the "set",":" and lowercase the first letter of the remainder.*/

        NSString *selectorString = NSStringFromSelector(_cmd);

        NSMutableString *key = [selectorString mutableCopy];

        // Remove the ':' at the end

        [key deleteCharactersInRange:NSMakeRange(key.length-1, 1)];

        // Remove the 'set' prefix

        [key deleteCharactersInRange:NSMakeRange(0, 3)];

        // Lowercase the first character

        NSString *lowercaseFirstChar = [[key substringToIndex:1] lowercaseString];

        [key replaceCharactersInRange:NSMakeRange(0, 1) withString:lowercaseFirstChar];

        if(value) {

            [backingStore setObject:value forKey:key];

        } else {

            [backingStore removeObjectForKey:key];

        }

    }

    @end

    使用date属性的setter和getter代码如下:

    EOCAutoDictionary *dict = [EOCAutoDictionarynew];

    dict.date = [NSDate dateWithTimeIntervalSince1970:475372800];

    NSLog(@"dict.date = %@", dict.date);

     2. forwardingTargetForSelector的使用

    注意:上面的resolveInstanceMethod返回YES的话,就无法调用forwardingTargetForSelector了。

    下面的方法,对SLVForwardTarget的对象调用uppercaseString方法时,转发给另一个对象"hello WorLD!"来执行uppercaseString方法。

    @implementation SLVForwardTarget

    #pragma mark forwardingTargetForSelector

    -(id) forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {

        if(aSelector == @selector(uppercaseString)){

            return @"hello WorLD!";

        }

        return nil;

    }

    @end

    3. forwardInvocation的使用

     改变调用目标,使消息在新目标上得以调用的例子:

    // SLVForwardInvocation.h

    @interface SLVForwardInvocation : NSObject

    - (id)initWithTarget1:(id)t1 target2:(id)t2;

    @end

    // SLVForwardInvocation.m

    @interface SLVForwardInvocation()

    @property(nonatomic, strong)id realObject1;

    @property(nonatomic, strong)id realObject2;

    @end

    @implementation SLVForwardInvocation

    - (id)initWithTarget1:(id)t1 target2:(id)t2 {

        _realObject1 = t1;

        _realObject2 = t2;

        return self;

    }

    系统check实例是否能response消息呢?如果实例本身就有相应的response,那么就会响应之,如果没有系统就会发出methodSignatureForSelector消息,寻问它这个消息是否有效?有效就返回对应的方法签名,无效则返回nil。消息转发机制使用从这个方法中获取的信息来创建NSInvocation对象。因此我们必须重写这个方法,为给定的selector提供一个合适的方法签名。// Here, we ask the two real objects, realObject1 first, for their method signatures, since we'll be forwarding the message to one or the other of them in -forwardInvocation:.  If realObject1 returns a non-nil method signature, we use that, so in effect it has priority.

    - (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {

        NSMethodSignature *sig;

        sig = [self.realObject1 methodSignatureForSelector:aSelector];

        if (sig){

            return sig;

        }

        sig = [self.realObject2 methodSignatureForSelector:aSelector];

        if (sig){

            return sig;

        }

        return nil;

    }

    // Invoke the invocation on whichever real object had a signature for it.

    - (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation {

        id target = [self.realObject1 methodSignatureForSelector:[invocation selector]] ? self.realObject1 : self.realObject2;

        [invocation invokeWithTarget:target];

      //或者用下列方法

      /*  id target;

          if([self.realObject1 respondsToSelector:[invocation selector]]) {

              target = self.realObject1;

          } else if([self.realObject2 respondsToSelector:[invocation selector]]) {

             target = self.realObject2;

         }

          [invocation invokeWithTarget:target];    */

    }

    测试示例:

    NSMutableString *string= [NSMutableString new];

    NSMutableArray *array = [NSMutableArray new];

    id  proxy = [[SLVForwardInvocation alloc] initWithTarget1:string target2:array];

    // Note that we can't use appendFormat:, because vararg methods cannot be forwarded!

    [proxy appendString:@"This "];

    [proxy appendString:@"is "];

    [proxy addObject:string];

    [proxy appendString:@"a "];

    [proxy appendString:@"test!"];

    if([[proxy objectAtIndex:0] isEqualToString:@"This is a test!"]) {

        NSLog(@"Appending successful."); 

    } else { 

        NSLog(@"Appending failed, got: '%@'", proxy); 

    }

    此处选择子"appendString:"改变目标为mutableString类型,

    "addObject:"和"objectAtIndex:"改变目标为mutableArray类型。

    三、unrecognized selector crash防护方案

      根据上面的讲解和举例,我们知道,当一个函数找不到时,runtime提供了三种方式去补救:

    (1)调用resolveInstanceMethod给个机会让类添加实现这个函数;

    (2)调用forwardingTargetForSelector让别的对象去执行这个函数;

    (3)调用forwardInvocation(函数执行器)灵活的将目标函数以其它形式执行。

    第一种方案:

      对于“unrecognized selector crash”,我们就可以利用消息转发机制来进行补救。对于使用上面三步中的哪一步来改造比较合适,我们选择第二步forwardingTargetForSelector。初步分析原因如下:上面的三步接收者均有机会处理消息。步骤越往后,处理消息的代价就越大。forwardInvocation要通过NSInvocation来执行函数,得创建和处理完整的NSInvocation,开销比较大。但resolveInstanceMethod给类添加不存在的方法,有可能这个方法并不需要,比较多余。用forwardingTargetForSelector将消息转发给一个对象,开销较小。

    防护方案如下:

    NSObject的类别NSObject+Forwarding来重写forwardingTargetForSelector方法,让执行的目标转移到SLVUnrecognizedSelectorSolveObject里,然后SLVUnrecognizedSelectorSolveObject添加新的方法对未知选择子进行处理。在处理的这一块儿,可以加上日志.

    缺点:

    (1)类里的forwardingTargetForSelector如果提前返回nil了,就没办法执行SLVStubProxy里的autoAddMethod方法。另外,未知选择子对应的类里面如果有forwardInvocation方法的话,会优先执行SLVStubProxy里的autoAddMethod方法,而不会执行选择子对应的类里面的forwardInvocation方法。 整个处理流程,完全是按照以上三种方式的前后顺序执行,一旦一个方式解决了这个函数调用的问题,其它方法就不会执行。这里得注意工程代码里,可能就是需要自己的类里处理未知选择子的情况。

     (2)还有一些selector如:"getServerAnswerForQuestion:reply:"、

    "startArbitrationWithExpectedState:hostingPIDs:withSuppression:onConnected:"、

    "_setTextColor:"、"setPresentationContextPrefersCancelActionShown:"  也会拦截到。本来这些selector系统会自己处理的,相当于这块儿的拦截超前了,照这个比较大的缺陷来说,我们还是在第三步forwardInvocation来处理未知选择子比较好,所以有了下面这个方案。

    第二种方案:

    消息转发机制里的三个步骤处理未知选择子,步骤越往后,处理消息的代价就越大。但是步骤越往前,我们越有可能拦截到系统的本来能处理的方法,这种方案是以牺牲效率来改善拦截的准确性的。

    防护方案如下:

    NSObject的类别NSObject+Forwarding来重写forwardInvocation方法,考虑到诸如"_navigationControllerContentInsetAdjustment"的选择子有可能系统会在自己的forwardInvocation方法里进行处理,所以此处先判断系统的方法能否处理,系统的方法不能处理未知选择子,再让执行的目标转移到未知选择子处理对象SLVUnrecognizedSelectorSolveObject 里。然后SLVUnrecognizedSelectorSolveObject添加新的方法对未知选择子进行处理。在处理的这一块儿,可以加上日志信息。

         以上两种方案的代码如下,其中用枚举SLVUnrecognizedSelectorSolveScheme分别表示上面的两种方案,可自行修改,这里推荐第二种方案:

    // NSObject+Forwarding.m

    #import "NSObject+Forwarding.h"

    #import "SLVUnrecognizedSelectorSolveObject.h"

    typedef NS_ENUM(NSInteger, SLVUnrecognizedSelectorSolveScheme) { 

     SLVUnrecognizedSelectorSolveScheme1, //第一种方案 

     SLVUnrecognizedSelectorSolveScheme2 //第二种方案     };

    @implementation NSObject (Forwarding)

    + (void)load{ 

     static dispatch_once_t onceToken; 

     dispatch_once(&onceToken, ^{ 

         SLVUnrecognizedSelectorSolveScheme scheme = SLVUnrecognizedSelectorSolveScheme2; 

         if(scheme == SLVUnrecognizedSelectorSolveScheme1){ 

                    [[self class] swizzedMethod:@selector(forwardingTargetForSelector:) withMethod:@selector(newForwardingTargetForSelector:)]; 

          }else if(scheme == SLVUnrecognizedSelectorSolveScheme2){ 

                    [[self class] swizzedMethod:@selector(methodSignatureForSelector:) withMethod:@selector(newMethodSignatureForSelector:)]; 

                    [[self class] swizzedMethod:@selector(forwardInvocation:) withMethod:@selector(newForwardInvocation:)]; } 

          });

    }

    +(void)swizzedMethod:(SEL)originalSelector withMethod:(SEL )swizzledSelector { 

     Class class = [self class]; Method originalMethod = class_getInstanceMethod(class, originalSelector); 

     Method swizzledMethod = class_getInstanceMethod(class, swizzledSelector); 

     BOOL didAddMethod = class_addMethod(class, originalSelector, method_getImplementation(swizzledMethod), method_getTypeEncoding(swizzledMethod)); 

     if (didAddMethod) { 

               class_replaceMethod(class, swizzledSelector, method_getImplementation(originalMethod), method_getTypeEncoding(originalMethod));

     }else{ 

               method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod); 

     }   }

    #pragma mark forwardTarget

    -(id) newForwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector { 

     SLVUnrecognizedSelectorSolveObject *obj = [SLVUnrecognizedSelectorSolveObject sharedInstance]; 

     return obj;    }

    - (NSMethodSignature *)newMethodSignatureForSelector:(SEL)sel{ 

     SLVUnrecognizedSelectorSolveObject *unrecognizedSelectorSolveObject = [SLVUnrecognizedSelectorSolveObject sharedInstance]; 

     return [self newMethodSignatureForSelector:sel]?:[unrecognizedSelectorSolveObject newMethodSignatureForSelector:sel];    }

    - (void)newForwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation{   

         if([self newMethodSignatureForSelector:anInvocation.selector]){ 

               [self newForwardInvocation:anInvocation]; 

               return; 

          } 

          SLVUnrecognizedSelectorSolveObject *unrecognizedSelectorSolveObject = [SLVUnrecognizedSelectorSolveObject sharedInstance]; 

          if([self methodSignatureForSelector:anInvocation.selector]){ 

               [anInvocation invokeWithTarget:unrecognizedSelectorSolveObject]; 

          }

    }

    // SLVUnrecognizedSelectorSolveObject.m

    #import "SLVUnrecognizedSelectorSolveObject.h"

    @implementation SLVUnrecognizedSelectorSolveObject

    + (instancetype) sharedInstance{

        static SLVUnrecognizedSelectorSolveObject *unrecognizedSelectorSolveObject;

        static dispatch_once_t  once_token;

        dispatch_once(&once_token, ^{

       unrecognizedSelectorSolveObject = [[SLVUnrecognizedSelectorSolveObject alloc] init]; });

        return unrecognizedSelectorSolveObject;

    }

    + (BOOL) resolveInstanceMethod:(SEL)selector {

        // 向类中动态的添加方法,第三个参数为函数指针,指向待添加的方法。最后一个参数表示待添加方法的“类型编码”

        class_addMethod([self class], selector,(IMP)autoAddMethod,"v@:@");

        return YES;

    }

    id autoAddMethod(id self, SEL _cmd) {

        //可以在此加入日志信息,栈信息的获取等,方便后面分析和改进原来的代码。

    NSLog(@"unrecognized selector: %@",NSStringFromSelector(_cmd));  

     return 0;

    }

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