OCEval-動態執行ObjectiveC的熱修復方案

時間 2019-11-07

標籤 oceval 動態執行 objectivec 修復方案简体版

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OCEval

需求

目前流行的 JSPatch/RN 基於JavaScriptCore提供了iOS的熱修復和動態化方案。可是都必須經過下發Javascript腳原本調用Objective-C。尤爲是JSPatch，編寫大量的JS代碼來調用OC的方法，開發效率較低(目前能夠藉助語法轉換器)，運行效率也會打折扣。更好的方案是直接編寫Objective-C代碼，來實現熱修復或者動態化方案。開發效率更高，代碼的執行效率也更高。javascript

在python和javascript等腳本語言裏，有相似eval()函數來直接動態執行代碼。因此我實現了OCEval 這個庫，讓咱們能直接動態執行Objective-C代碼。例子以下:前端

NSString *inputStr = @"return 1 + 3 <= 4 && [NSString string] != nil;";
NSNumber *result = [OCEval eval:inputStr]; // result: @(YES)
複製代碼

爲了實現跟JSPatch相似的熱修復功能，增長了方法替換。咱們就能夠經過下發Objective-C代碼進行現有App的方法替換，來進行熱修復的功能。java

//在新的imp裏直接調用舊的方法實現
NSString *viewDidLoad2 = @"{\ [originalInvocation invoke];\ ";

[OCEval hookClass:@"ViewController"
         selector:@"viewDidLoad"
         argNames:@[]
          isClass:NO
   implementation:viewDidLoad2];
複製代碼

OCEval甚至能夠用來完整的編寫一個頁面或者App，並動態下發。我在iOS的Demo裏實現了一個簡單的頁面，具體見源碼。python

實現原理

C和C++的性能高，是由於編譯型語言在編譯期就已經生成了機器碼，運行時只須要執行機器碼因此執行效率高，可是動態性差。 js的性能差，是由於js的runtime引擎一般是在實際執行前進行的編譯的。優勢是動態性好。像Dart和python等等均可以編譯打包執行或者JIT(Just in time)執行。git

不一樣於C和C++，Objective-C是動態化的語言，Objective-C的runtime利用消息發送和轉發能夠動態地執行任何方法。同時Objective-C又不一樣於javascript等徹底動態化的語言。由於大多數調用是在編譯期就已經決定的，編譯出可執行文件(mach-O)。github

因此在OCEval裏實現了一個輕量級的解釋器，動態地解釋Objective-C代碼，同時利用OC的runtime消息轉發來動態執行Objective-C的代碼，就能夠實現相似eval()函數的徹底動態化方式。函數

解釋器

Objective-C在LLVM下的編譯過程:性能

源碼 -> AST -> LLVM IR(中間語言) -> LLVM Bytecode -> ASM -> Nativeui

LLVM的前端是Clang，Clang的工做是把源碼變成AST語法生成樹。spa

Clang的前端編譯過程：

Preprocesser: 包括#include #import等預處理, #if,#ifdef 等條件，#define等宏定義
Lexer:詞法分析，把文本變成token(Tokenizer)
Parser:語法分析，把token變成AST

可是在OCEval裏，沒有作得那麼複雜，由於只是爲了可以執行。因此只實現了詞法分析和語法分析，獲得語法生成樹AST。

Runtime

執行的時候遞歸降低地執行每一條指令。這裏利用的runtime主要是NSInvocation，利用methodSignature封裝方法的調用慣例，跟JSPatch/RN的最終調用方式一模一樣。

+ (id)invokeWithCaller:(id)caller selectorName:(NSString *)selectorName argments:(NSArray *)arguments
{
    SEL selector = NSSelectorFromString(selectorName);
    NSInvocation *invocation;
    NSMethodSignature *methodSignature = [caller methodSignatureForSelector:selector];
    invocation= [NSInvocation invocationWithMethodSignature:methodSignature];
    [invocation setTarget:caller];
    [invocation setSelector:selector];
    NSUInteger numberOfArguments = methodSignature.numberOfArguments;
    NSInteger inputArguments = [arguments count];
    if (inputArguments > numberOfArguments - 2) {
        id result = invokeVariableParameterMethod(arguments, methodSignature, caller, selector); //轉而調用objc_msgsend
        return result;
    }
    return [self invokeWithInvocation:invocation argments:arguments];
}
複製代碼