iOS中检测Zoombie对象的具体实现

iOS中检测Zoombie对象的具体实现

我们知道，如果在XCode中开启了Zoombie Objects。如图。

1.png

那么在一个对象释放后，再次给该对象发送消息，在Xcode控制台中，可看到如下打印信息。这些信息可以帮助我们定位问题。

ZoombieDemo[12275:2841478] *** -[Test test]: message sent to deallocated instance 0x60800000b000

那么究竟XCode是如何实现僵尸对象的检查的，我们将来一一揭晓。

实现原理

在《Effective Objective-C 》一书中有提到过僵尸指针的实现方式。

通过hook NSObject的dealloc的方法，在一个对象要释放的时候，通过objc_duplicateClass复制_NS_Zombie类，生成_NS_Zombie_OriginaClass，并且将当前对象的isa指向新生成的类。这块内存不会释放。

因为在给该对象发消息时，_NS_Zombie_OriginaClass并未实现原有类的方法，所以会走完整的消息转发。所以我们能取出具体的OriginaClass（去掉_NS_Zombie），当前sel，打印出来。

[class seletor]:message sent to deallocated instance 0x22909"

简单来说，就是将对象指向一个新的类，因为新类里面并没有原有类方法的实现，所以必定会走到消息转发中。

以上说的是动态生成新的类，类名是通过固定前缀拼接而成，将isa指向该类。其实还有一种方式，就是指向固定的类，原有类名通过关联对象的方式来存储。

既然知道了原理，可以动手实现一下。

动手实现

首先是hook dealloc方法。在NSObject+HookDealloc中实现。

+ (void)load {
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        Class class = [self class];

        SEL originalSelector = NSSelectorFromString(@"dealloc");
        SEL swizzledSelector = @selector(swizzledDealloc);

        Method originalMethod = class_getInstanceMethod(class, originalSelector);
        Method swizzledMethod = class_getInstanceMethod(class, swizzledSelector);
        
        BOOL success = class_addMethod(class, originalSelector, method_getImplementation(swizzledMethod), method_getTypeEncoding(swizzledMethod));
        if (success) {
            class_replaceMethod(class, swizzledSelector, method_getImplementation(originalMethod), method_getTypeEncoding(originalMethod));
        } else {
            method_exchangeImplementations(originalMethod, swizzledMethod);
        }
    });
}

动态生成新的类

在swizzledDealloc中，我们通过"Zoombie_"拼接原始类名，得到一个新的类名。然后生成该类，添加
forwardingTargetForSelector的实现。便于在消息转发的时候得到调用信息。

NSString *Zoombie_Class_Prefix = @"Zoombie_";

// 指向动态生成的类，用Zoombie拼接原有类名
NSString *className = NSStringFromClass([self class]);

NSString *zombieClassName = [Zoombie_Class_Prefix stringByAppendingString: className];
    
Class zombieClass = NSClassFromString(zombieClassName);
if(zombieClass) return;
    
zombieClass = objc_allocateClassPair([NSObject class], [zombieClassName UTF8String], 0);
    
objc_registerClassPair(zombieClass);
class_addMethod([zombieClass class], @selector(forwardingTargetForSelector:), (IMP)forwardingTargetForSelector, "@@:@");

object_setClass(self, zombieClass);

forwardingTargetForSelector的方法实现，原始类名，去掉前缀即可得到。因为这里已经是调用到已释放对象的方法，我们直接abort掉，程序将崩溃。

id forwardingTargetForSelector(id self, SEL _cmd, SEL aSelector) {
    NSString *className = NSStringFromClass([self class]);
    NSString *realClass = [className stringByReplacingOccurrencesOfString:Zoombie_Class_Prefix withString:@""];
    NSLog(@"[%@ %@] message sent to deallocated instance %@", realClass, NSStringFromSelector(aSelector), self);
    abort();
}

指向固定类

指向已有的ZoombieObject类，类名存在关联对象中。

 // 指向固定的类，原有类名存储在关联对象中
NSString *originClassName = NSStringFromClass([self class]);
objc_setAssociatedObject(self, "OrigClassNameKey", originClassName, OBJC_ASSOCIATION_COPY_NONATOMIC);

object_setClass(self, [ZoombieObject class]);

同上，在ZoombieObject中实现forwardingTargetForSelector方法，可以得到调用信息。原始类名通过关联对象获取。

- (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector {
    NSLog(@"[%@ %@] message sent to deallocated instance %@", objc_getAssociatedObject(self, "OrigClassNameKey"), NSStringFromSelector(aSelector), self);

    abort();
}

forwardingTargetForSelector是消息转发的第二步，我们也可以不在这里处理，等到最后一步forwardInvocation，不过要生成方法签名，要略微复杂些。

要想走到forwardInvocation，methodSignatureForSelector返回不能是空。这里我们返回了StubProxy类中stub的方法签名（已经定义好的类和方法），最后就回走到forwardInvocation，通过invocation.selector可得到当前调用方法名。通过关联对象获取到原始类名。

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector {
    NSMethodSignature *sig = [super methodSignatureForSelector:aSelector];
    if (!sig) {
        sig = [StubProxy instanceMethodSignatureForSelector:@selector(stub)];
    }
    
    return sig;
}

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation {
    NSLog(@"[%@ %@] message sent to deallocated instance %@", objc_getAssociatedObject(self, "OrigClassNameKey"), NSStringFromSelector(anInvocation.selector), self);
}

这样，一个简单的检测僵尸指针的方案就实现了。

demo在此。

两种方式都实现了，可通过调整NSObject+HookDealloc中，swizzledSelector的值来切换。my_dealloc是指向动态类，swizzledDealloc是指向固定类。

SEL swizzledSelector = @selector(my_dealloc);

在App运行起来后，点击button，即可触发。