IOS中AOP框架Aspects源码分析

热门标签

特别声明:文章多为网络转载,资源使用一般不提供任何帮助,特殊资源除外,如有侵权请联系!

AOP是Aspect Oriented Programming的缩写,意思就是面向切面编程。具体的解释可以到维基百科上或者其它地方查看。在IOS中使用Swizzle技术可以实现面向切面编程,我在RunTime应用实例--关于埋点的思考博文中也提到了Aspects框架,下面就来对该框架做以分析。

一般的Swizzle是怎么实现的?

在RunTime应用实例--关于埋点的思考,也讲到了MethodSwizzle的技术,下面来看最常见的实现方案。比如我们要Hook住UIButton的sendAction:to:forEvent:,这时候我们一般这样做:

+(void)load{

static dispatch_once_t onceToken;
dispatch_once(&onceToken, ^{
    
    SEL originSEL = @selector(sendAction:to:forEvent:);
    SEL swizzleSEL = @selector(swizzleSendAction:to:forEvent:);
    Class processedClass = [self class];
    
    Method originMethod = class_getInstanceMethod(processedClass, originSEL);
    Method swizzleMethod = class_getInstanceMethod(processedClass, swizzleSEL);
    method_exchangeImplementations(originMethod, swizzleMethod);
    
  });
}

- (void)swizzleSendAction:(SEL)action to:(id)target forEvent:(UIEvent *)event{

// 执行相应的逻辑
// 调用原来的系统方法
[self swizzleSendAction:action to:target forEvent:event];

}

具体的解释可以参见RunTime应用实例--关于埋点的思考这篇文章。

这样做有什么弊端?

  • 我们要给每一个要Hook的方法额外新加一个方法,方法的参数个数是一样的。
  • 如果每个被Hook的方法内部的实现逻辑都一样,那么就需要在每个新添加的方法中调用这段实现逻辑。
  • 我们新加的代码是在被Hook方法之前还是之后调用的呢?
  • 我们能放将这个新加的方法转化为一个Block呢?这样代码会更紧凑,逻辑更清晰。
  • 如果这个方法转化为Block,那么如何将这个Block替换掉原来的方法实现Swizzle呢?怎样在合适的时候调用这个block呢?

带着这些问题我们来看Aspects是如何实现的。

一、主要的实现思路:

  1. 使用和原方法相同参数不同方法名的方法,替换被hook的方法,这样系统在找不到这个方法的时候就会走到forwardInvocation:
  2. 使用__ASPECTS_ARE_BEING_CALLED__替换掉系统的forwardInvocation:
  3. 给类增加AspectsForwardInvocationSelectorName方法,它的实现是原来的forwardInvocation:的IMP。
  4. 当要hook的方法被调用时,系统会调用forwardInvocation:方法。由于这个方法也被替换掉了,所以会调用__ASPECTS_ARE_BEING_CALLED__
  5. __ASPECTS_ARE_BEING_CALLED__内部,先调用被hook方法之前的block,再调用替换被hook方法的block,以及没有替换的实现,最后调用被hook方法之之后的block。
  6. 如果hook出错,则再调用原来的AspectsForwardInvocationSelectorName的方法。

二、Aspects.m包含的内部类及分类:

  • AspectInfo:存储被hook方法的信息。
  • AspectIdentifier:记录每一次Aspect的信息。
  • AspectsContainer:某个类或者某个对象所有被hook方法的集合。
  • AspectTracker:对所有hook方法的操作(增加或者减少)。
  • NSInvocation (Aspects):获取NSInvocation的参数。
  • NSObject (Aspects):框架的主要分类,定义公共接口。
    各类之间的关系如图:

    IOS中AOP框架Aspects源码分析
    Aspect框架各类之间的结构

三、执行流程:

公共方法主要调用:aspect_add方法,该方法内部主要调用三个方法

  1. AspectsContainer *aspectContainer = aspect_getContainerForObject(self, selector);获取该方法对应的AspectsContainer
    • 将要hook的方法转化为aliasSelector。
    • 取得关联的AspectsContainer,如果没有,怎设置关联的AspectsContainer;
  2. identifier = [AspectIdentifier identifierWithSelector:selector object:self options:options block:block error:error];,将调用的参数封装成AspectIdentifier。
    • 通过:aspect_blockMethodSignature取的block对应的NSMethodSignature,
    • 创建AspectIdentifier并且返回
  3. aspect_prepareClassAndHookSelector(self, selector, error);,准备工作及hook方法。
    • aspect_hookClass,内部调用aspect_swizzleForwardInvocation,将系统的forwardInvocation: 替换为__ASPECTS_ARE_BEING_CALLED__
    • 在改方法内部分别调用被hook方法之前,替换被hook方法,被hook方法之后的方法。
           // Before hooks.  
           aspect_invoke(classContainer.beforeAspects, info);
           aspect_invoke(objectContainer.beforeAspects, i
           nfo);
          // Instead hooks.
          BOOL respondsToAlias = YES;
          if (objectContainer.insteadAspects.count || classContainer.insteadAspects.count) {
              aspect_invoke(classContainer.insteadAspects, info);
              aspect_invoke(objectContainer.insteadAspects, info);
          }else {
              Class klass = object_getClass(invocation.target);
              do {
                  if ((respondsToAlias = [klass instancesRespondToSelector:aliasSelector])) {
                      [invocation invoke];
                      break;
                  }
              }while (!respondsToAlias && (klass = class_getSuperclass(klass)));
              }
          // After hooks.
          aspect_invoke(classContainer.afterAspects, info);
          aspect_invoke(objectContainer.afterAspects, info);

从中可以看出Aspect重要使用了NSInvocation来避免了不同参数个数的限制,通过将block转换为NSMethodSignature对象,可以实现对原有方法的替换或者Swizzle,然后调用其invoke方法,可以在适当的时机触发这个block,通过标识将block分为,原方法之前,之后,替换原方法等做法。而不必像一般实现方法那样,改变每个新加方法中调用原来方法的位置来实现。

四、其它Tips:

  1. 如果某个类只可能被其它一个类用到,那么可以将它们写到一个.m文件中,这是高内聚的一种表现。
  2. 类,包括分类的出现,其实是为了更好的组织代码,让代码的功能更清晰易懂。
  3. 将一段代码加锁的方式:可以将代码块作为参数,然后对其执行前后加锁,这样做的好处是:如果以后要换锁的类型,那么只要在这个方法中改变就可以了:例如:
    static void aspect_performLocked(dispatch_block_t block) {
    static OSSpinLock aspect_lock = OS_SPINLOCK_INIT;
    OSSpinLockLock(&aspect_lock);
    block();
    OSSpinLockUnlock(&aspect_lock);
    }
    
  4. 可以通过自定义结构体的方式将block转换成NSMethodSignature对象,然后在适当的时候调用
    - (void)invoke;
    - (void)invokeWithTarget:(id)target;
    

这两个方法来触发这个block。具体做法请见:AspectBlockRef这个结构体和aspect_blockMethodSignature这个方法。这里有一个疑问:根据苹果官方提供的block定义,其中是没有signature这个字段的:

    /* Revised new layout. */
    struct Block_descriptor {
    unsigned long int reserved;
    unsigned long int size;
    void (*copy)(void *dst, void *src);
    void (*dispose)(void *);
     };

但是Aspect中的block转化为响应的结构体:AspectBlockRef layout = (__bridge void *)block;之后就会自动有signature字段,这点不是很理解还望大神指教。

  1. 给定一个对象,和这个对象的SEL,如果参数非常多,使用performSelector:withObject:这种方式不太合适,这时可以借鉴YYKit中的NSObject+YYAdd里面的方法,如果这时有NSInvocation对象,那么可以直接调用objc_msgSend(self, SEL, invocation)这种方式来实现。

 

标签:

未经允许不得转载:作者:SheaYang, 转载或复制请以 超链接形式 并注明出处 技术Dog|博客
原文地址:《IOS中AOP框架Aspects源码分析》 发布于2019-09-25

分享到:
赞(0) 打赏

评论 抢沙发

4 + 3 =


IOS中AOP框架Aspects源码分析

长按图片转发给朋友

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

微信扫一扫打赏

Vieu4.0主题
专业打造轻量级个人企业风格博客主题!专注于前端开发,全站响应式布局自适应模板。

登录

忘记密码 ?