怎么思考这个问题呢?
在之前的那篇文章中, 我们详细介绍了 LLVM 编译代码的过程, 我们可以把代码编译成 C++ 代码, 查看内部运行的过程.
1. 编译源代码成 C++ 代码
命令: $ xcrun -sdk iphoneos clang -arch arm64 -rewrite-objc main.m
解释: 以真机模式编译目标文件, 在当前目录生成cpp文件.
源代码:
int main(int argc, const char * argv[]) {
@autoreleasepool {
LCPerson *p = [[LCPerson alloc] init];
[p testHeight];
}
return 0;
}
目标代码
int main(int argc, const char * argv[]) {
/* @autoreleasepool */
{ __AtAutoreleasePool __autoreleasepool;
LCPerson *p = ((LCPerson *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)((LCPerson *(*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)objc_getClass("LCPerson"), sel_registerName("alloc")), sel_registerName("init"));
((void (*)(id, SEL))(void *)objc_msgSend)((id)p, sel_registerName("testHeight"));
}
return 0;
}
整理一下: 去掉类型转换
LCPerson *p = [[LCPerson alloc] init];
==> LCPerson *p = (objc_msgSend)((id)(objc_msgSend)((id)objc_getClass("LCPerson"), sel_registerName("alloc")), sel_registerName("init"));
[p testHeight];
==> (objc_msgSend)((id)p, sel_registerName("testHeight"));
- 翻译这两句代码: 为 LCPerson 类分配内存空间, 并初始化, 产生实例对象p, p调用实例方法
testHight, - 这里面就做了一件事, 频繁调用
objc_msgSend(receiver, sender). -
objc_msgSend()是 Runtime 中的一个api.
2. Runtime 是什么?
众所周知, Objective-C 是一门动态语言
- 动态性体现在它允许很多操作推迟到程序运行时再进行.
- 这种动态性是由 Runtime 来支持的, 通过Runtime 的api, 在程序运行时修改对象调用的方法, 变量的获取与修改等.
Objective-C 中的方法调用在底层都是转成了objc_msgSend 函数的调用，给receiver (方法调用者)发送了一条消息(selector方法名)
objc_msgSend 底层有3大阶段:
消息发送, 动态方法解析, 消息转发.
消息发送
动态方法解析
消息转发
这里面有几点我需要说明一下:
- 由于OC代码在编译运行的过程中, 内部都是 Runtime 的api 来参与的, 通过查看 Runtime 的源码, 我们大概可以发现
Class结构
- isa中存储着Class、Meta-Class对象的内存地址
- 方法列表中存储着Class 的类方法和实例方法.
method_t.jpg
3. Runtime 的应用
API_类
动态创建一个类（参数：父类，类名，额外的内存空间）
Class objc_allocateClassPair(Class superclass, const char *name, size_t extraBytes)
注册一个类（要在类注册之前添加成员变量）
void objc_registerClassPair(Class cls)
销毁一个类
void objc_disposeClassPair(Class cls)
获取isa指向的Class
Class object_getClass(id obj)
设置isa指向的Class
Class object_setClass(id obj, Class cls)
判断一个OC对象是否为Class
BOOL object_isClass(id obj)
判断一个Class是否为元类
BOOL class_isMetaClass(Class cls)
获取父类
Class class_getSuperclass(Class cls)
**API_ 成员变量 **
获取一个实例变量信息
Ivar class_getInstanceVariable(Class cls, const char *name)
拷贝实例变量列表（最后需要调用free释放）
Ivar *class_copyIvarList(Class cls, unsigned int *outCount)
设置和获取成员变量的值
void object_setIvar(id obj, Ivar ivar, id value)
id object_getIvar(id obj, Ivar ivar)
动态添加成员变量（已经注册的类是不能动态添加成员变量的）
BOOL class_addIvar(Class cls, const char * name, size_t size, uint8_t alignment, const char * types)
获取成员变量的相关信息
const char *ivar_getName(Ivar v)
const char *ivar_getTypeEncoding(Ivar v)
API_属性
获取一个属性
objc_property_t class_getProperty(Class cls, const char *name)
拷贝属性列表（最后需要调用free释放）
objc_property_t *class_copyPropertyList(Class cls, unsigned int *outCount)
动态添加属性
BOOL class_addProperty(Class cls, const char *name, const objc_property_attribute_t *attributes,
unsigned int attributeCount)
动态替换属性
void class_replaceProperty(Class cls, const char *name, const objc_property_attribute_t *attributes,
unsigned int attributeCount)
获取属性的一些信息
const char *property_getName(objc_property_t property)
const char *property_getAttributes(objc_property_t property)
API_方法
获得一个实例方法、类方法
Method class_getInstanceMethod(Class cls, SEL name)
Method class_getClassMethod(Class cls, SEL name)
方法实现相关操作
IMP class_getMethodImplementation(Class cls, SEL name)
IMP method_setImplementation(Method m, IMP imp)
void method_exchangeImplementations(Method m1, Method m2)
拷贝方法列表（最后需要调用free释放）
Method *class_copyMethodList(Class cls, unsigned int *outCount)
动态添加方法
BOOL class_addMethod(Class cls, SEL name, IMP imp, const char *types)
动态替换方法
IMP class_replaceMethod(Class cls, SEL name, IMP imp, const char *types)
获取方法的相关信息（带有copy的需要调用free去释放）
SEL method_getName(Method m)
IMP method_getImplementation(Method m)
const char *method_getTypeEncoding(Method m)
unsigned int method_getNumberOfArguments(Method m)
char *method_copyReturnType(Method m)
char *method_copyArgumentType(Method m, unsigned int index)
选择器相关
const char *sel_getName(SEL sel)
SEL sel_registerName(const char *str)
用block作为方法实现
IMP imp_implementationWithBlock(id block)
id imp_getBlock(IMP anImp)
BOOL imp_removeBlock(IMP anImp)
1. 查看私有成员变量
// 获取成员变量列表
Ivar *ivarList = class_copyIvarList([UITextField class], &count);
for (unsigned int i = 0; i < count; i++){
const char *ivarName = ivar_getName(ivarList[i]);
LCLog(@"ivarName%d:==>%@\n",i,[NSString stringWithUTF8String:ivarName]);
}
// 直接为 textfield 设置 placeholderLabel 的颜色
[tf setValue:[UIColor redColor] forKeyPath:@"_placeholderLabel.textColor"];
2. 字典转模型
通过获取到 model 的成员变量, 将字典中的值传入给成员变量.
+(instancetype)objectWithJSON:(NSDictionary *)json
{
id obj = [[self alloc] init];
unsigned int count = 0;
Ivar *ivars = class_copyIvarList(self, &count);
for (int i = 0; i < count; i++) {
Ivar ivar = ivars[i];
NSMutableString *name = [NSMutableString stringWithUTF8String:ivar_getName(ivar)];
[name deleteCharactersInRange:NSMakeRange(0, 1)];
// 设值
id value = json[name];
[obj setValue:value forKey:name];
}
// 手动释放内存
free(ivars);
return obj;
}
3. 关联对象, 为分类中的属性添加setter 和 getter 方法
说明:
- @selector(name) 实际上就是 sel_registerName("name"), 他们的内存地址是一样的
- 非同名的选择器是唯一的
-(void)setName:(NSString *)name
{
//参数: 关联对象, 唯一的地址值, value, 关联策略
objc_setAssociatedObject(self, @selector(name), name, OBJC_ASSOCIATION_COPY);
}
-(NSString *)name
{
return objc_getAssociatedObject(self, @selector(name));
}
4. 交换方法
+(void)lc_exchageMethodWithOriginal: (SEL)originalSel newSel: (SEL)newSel class: (Class)dClass isClassMethod: (BOOL)isClassMethod
{
Method originalMethod = isClassMethod ? class_getClassMethod(dClass, originalSel) : class_getInstanceMethod(dClass, originalSel);
Method newMethod = isClassMethod ? class_getClassMethod(dClass, newSel) : class_getInstanceMethod(dClass, newSel);
// Method中包含IMP函数指针, 通过替换IMP, 使Sel调用不同的方法实现.
// 为originalMethod添加新的方法实现
BOOL isAdd = class_addMethod(dClass,
originalSel,
method_getImplementation(newMethod),
method_getTypeEncoding(newMethod));
// class_addMethod: 如果发现源方法已经有实现, 则会添加失败, 加此判断, 可以避免源方法没有实现
if (isAdd) {
// 为 originalSel 添加完实现后, newSel 的实现就没有了
// 所以需要为 newSel 添加实现, 他俩的实现是一样的.
class_replaceMethod(dClass,
newSel,
method_getImplementation(originalMethod),
method_getTypeEncoding(originalMethod));
}else {
// 添加失败: 说明源方法已经有实现, 直接将两个方法的实现替换
method_exchangeImplementations(originalMethod, newMethod);
}
}
5. 交换方法_dealloc
交换 dealloc 并不能用上面的那种方法, 因为 @selector(dealloc) 编译器会报错.
所以我们需要更深层次的来交换方法.
+(void)swizzleDeallocIfNeeded:(NSString *)classStr
{
Class classToSwizzle = NSClassFromString(classStr);
SEL deallocSelector = sel_registerName("dealloc");
SEL newDeallocSelector = sel_registerName("dealloc_zombie");
id newDealloc = ^(__unsafe_unretained id self){
struct objc_super superInfo = {
.receiver = self,
.super_class = class_getSuperclass(classToSwizzle)
};
void (*msgSend)(struct objc_super *, SEL) = (__typeof__(msgSend))objc_msgSendSuper;
msgSend(&superInfo, newDeallocSelector);
};
IMP newDeallocIMP = imp_implementationWithBlock(newDealloc);
// 当系统的 dealloc 没有实现时
// 为系统的 dealloc 添加新的实现
class_addMethod(classToSwizzle, deallocSelector, newDeallocIMP, "v@:");
}
在 NSObject+ZombieObject.m 中
-(void)dealloc_zombie
{
NSLog(@"来调我啊");
}
这里我说明几点
-
dealloc是 NSobject 中的方法, 我们创建的类, 继承自 NSObject, 默认是没有实现dealloc的. - 当从控制器中退出, 当前的 VC 调用
dealloc时, 我们可以利用上面的代码, 替换成新的实现dealloc_zombie. - 我们可以通过
imp_implementationWithBlock创建 方法的实现 -
objc_msgSendSuper()是 调用父类方法的实现, 这里面的objc_super包括消息接受者, 和superClass(superClass 是用来确定查找父类中的方法实现). 我们可以通过 C++ 代码, 或者 Runtime 代码查看.
6. HotFix(热更新)_Aspects + JavaScriptCore
Aspects: hook 目标方法
JavaScriptCore: 对 JS 进行解析, 并提供执行环境.
在 MightyCrash 类中有一个实例方法, 由于做除法运算, 分子不能为0, 所以在传入参数 0 的时候, 程序会崩溃.
解决方法:
- 本地文件里准备好我们的 js 代码(实际应用中, 在后台配置解决方案的代码, 下发到App中修改)
fixInstanceMethodReplace('MightyCrash', 'divideUsingDenominator:', function(instance, originInvocation, originArguments){
if (originArguments[0] == 0) {
console.log('zero goes here');
} else {
runInvocation(originInvocation);
}
});
- 通过
aspects框架 hook 目标方法, 利用JavaScriptCore动态修改目标方法执行情况.
- 通过
@implementation MightyCrash
// 传入 0 就会报错
-(float)divideUsingDenominator:(NSInteger)denominator
{
return 1.f / denominator;
}
@end
- HotFix代码(简易版)
-(void)hotFix
{
JSContext *context = [[JSContext alloc] init];
[context setExceptionHandler:^(JSContext *context, JSValue *value) {
NSLog(@"Oops: %@", value);
}];
context[@"fixInstanceMethodReplace"] = ^(NSString *instanceName, NSString *selectorName, JSValue *fixImpl) {
Class klass = NSClassFromString(instanceName);
SEL sel = NSSelectorFromString(selectorName);
[klass aspect_hookSelector:sel withOptions:AspectPositionInstead usingBlock:^(id<AspectInfo> aspectInfo){
// 按照JS方式执行
[fixImpl callWithArguments:@[aspectInfo.instance, aspectInfo.originalInvocation, aspectInfo.arguments]];
} error:nil];
};
context[@"runInvocation"] = ^(NSInvocation *invocation) {
[invocation invoke];
};
// helper
[context evaluateScript:@"var console = {}"];
context[@"console"][@"log"] = ^(id message) {
NSLog(@"Javascript log: %@",message);
};
// 执行脚本
NSString *filePath = [[NSBundle mainBundle] pathForResource:@"fixFile" ofType:@""];
NSData *data = [NSData dataWithContentsOfFile:filePath];
NSString *str = [[NSString alloc] initWithData:data encoding:NSUTF8StringEncoding];
[context evaluateScript:str];
}
- 实际运行代码
MightyCrash *mc = [MightyCrash new];
float result = [mc divideUsingDenominator:3];
NSLog(@"result3: %f", result); ---> 正常输出 0.33333
result = [mc divideUsingDenominator:0];
NSLog(@"won't crash"); ---> 不会报错
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