iOS中的AOP(2)-SFAspect的實現原理

概述

上一篇文章說起到了AOP的概念和一些應用例子，以及SFAspect是基於消息轉發實現AOP的，這一篇文章主要是講述SFAspect的實現原理

AOP實現原理

• 前置知識：runtime
• 如何利用runtime進行hook
• 執行hook的操做
• hook的撤銷和類的銷燬
• 其餘細節

runtime

SFAspect是基於runtime中的消息轉發去實現的，由於runtime的知識點涉及到比較多，這裏放在另外的文章去分析

• rumtime概覽
• 消息發送和消息轉發機制

在iOS runtime中說明了像OC中面向對象的基礎，和消息發送機制的概述流程

在objc庫源碼分析(3)-方法調用-消息發送 和 objc庫源碼分析(3)-方法調用-消息轉發 中，從objc源碼中詳細分析了消息發送和消息轉發的詳細流程

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如何利用runtime進行hook

Objective-c中的函數調用實際上是轉換成objc_msgSend系列的函數調用，也就是消息發送，

調用objc_msgSend()時會傳入接受對象target和方法名稱sel以及參數。在objc_msgSend函數回去查找方法緩存，看類的緩存是否存在方法sel對應的方法實現IMP。若是找不到，就會執行lookUpImpOrForward()方法去查找sel對應的IMP.

在lookUpImpOrForward()中會去查找方法的IMP,若是找不到，就會進入到動態解析過程，若是仍是找不到方法實現，就會將該sel對應的IMP設置爲_objc_msgForward，並存入到方法的緩存中。將IMP設置爲forward_imp,也就是說方法調用即將進入消息轉發流程。

消息轉發過程當中有兩個步驟 1 查找替代執行的對象，也就會調用forwardingTargetForSelector方法 2 若是找不到替代執行的對象，則會內部消化，調用methodSignatureForSelector獲取方法簽名和調用forwardInvocation執行自定義操做

SFAspect的實現正是經過將被調用方法的sel對應的IMP設置爲_objc_msgForward,讓調用方法進入消息轉發流程，並在自定義的methodSignatureForSelector和forwardInvocation中進行自定義的操做去實現AOP功能。以下圖

經過方法交換的方法去實現爲類添加自定義methodSignatureForSelector和forwardInvocation方法，而後在自定義的forwardInvocation執行咱們須要的操做，去實現OC中的Hook。

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執行hook的操做

上面提到，會在自定義的forwardInvocation執行咱們須要的操做,那如何在forwardInvocation中執行自定義的操做呢？

1. 封裝

首先調用hookSel或hookAllClassSel的時候，咱們會把hookSel和hookAllClassSel裏面的內容(被hook的對象，hook的ID，優先級，sel以及操做block)包裝成一個SFAspectModel對象

2. 綁定

將SFAspectModel對象添加到被hook對象的SFAspectContainer中，SFAspectContainer 是一個管理被hook對象全部的hook內容的容器類。SFAspectContainer是經過動態綁定objc_setAssociatedObject綁定到對象的類中(若是對象是實例，則綁定到類中，若是對象是類，則綁定到類對應的元類中)

3. 操做

當調用hook方法的時候，進入到消息轉發流程，執行自定義的forwardInvocation的時候。在自定義的forwardInvocation中取出被hook對象的SFAspectContainer容器，拿到容器中的SFAspectModel對象，取出SFAspectModel對象的操做block

上面的三個步驟關係以下圖所示

經過強制使方法調用進入消息轉發和上述操做步驟後，就能夠實現Hook一個方法了。

在SFAspect中能夠經過hookAllSel去hook一個類全部實例的對象，也能夠經過hookSel去hook一個對象。

• 對於hook一個類全部實例的對象，是在對象的類中去進行圖中的步驟
• 對於hook一個對象，是經過動態生成一個子類，再將對象的isa指針指向新建的子類（和KVO的實現方式一致），而後在子類中進行上圖的操做

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hook的撤銷後續操做和類的還原

• 中止後續操做

SFAspect中能夠經過調用SFAspectModel的stop方法中止後續操做,其實實現的方式也特別簡單，就是經過拋出異常去實現的。當咱們對方法進行hook的時候，沒進行一個hook操做都會用try catch去捕獲異常，以下圖所示

在調用stop函數時，就會拋出一個Error，當catch到這個error的時候，就會退出forwardInvocation函數

• 關於類的還原

當咱們調用removeHook方法的時候,會在對象的類的SFAspectContainer中檢查是否有該sel的hook對象SFAspectModel，若是有，則刪除。 當SFAspectContainer爲空的時候，就會銷燬SFAspectContainer。並同時重置被hook的方法，methodSignatureForSelector和forwardInvocation方法，

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其餘細節

文章中有些細節沒有提價到，如hook優先級的控制，動態生成子類的釋放，鎖操做等 代碼很少，若是感興趣的童鞋能夠下載源碼看一下