RAC rac_signalForSelector 如何实现对象方法的hook

2024-04-01 10:39:52

重温Objective-C的消息机制

消息转发机制：

  1. 首先在该类的缓存方法列表cache_method_list中查找，是否存在相关方法
  2. 上一步中若没有命中，则从方法列表 objc_method_list中查找
  3. 上一步中若没有命中，则从父类super的方法列表 objc_method_list中查找，直至根类NSObject
  4. 上一步中若没有命中，则进入消息转发流程，一共分为三步：类的动态方法解析、备用接收者对象、完整消息转发
  5. 动态方法解析：也就是 +(BOOL)resolveClassMethod:方法或+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)sel方法。该方法允许向当前对象添加方法实现。
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+(BOOL)resolveInstanceMethod:(SEL)aSEL
{
    if(aSEL == @selector(doFoo:))
    {
            class_addMethod([self class],aSEL,(IMP)fooMethod,"v@:");
            return YES;
    }
    return [super resolveInstanceMethod];
}
  1. 备用接收者对象：– (id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector 方法，
    该方法提供一次机会引导Objective-C RunTime 到备用接收者对象上。
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-(id)forwardingTargetForSelector:(SEL)aSelector{
    if(aSelector == @selector(doFoo:)){
        return alternateObject;
    }
    return [super forwardingTargetForSelector:aSelector];

}
  1. 完整消息转发：– (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation方法，NSInvocation 是Objective-C 消息的对象形式，它包含了消息的所有信息，这也就意味着，一旦有了NSInvocation 对象，你就可以改变这个消息的所有信息，包括目标对象、selector以及参数。例如可以这样做（当然RAC与Aspect所做的事情远远不止这么简单啦）：
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-(void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation
{  
    SEL invSEL = invocation.selector;    
    if([altObject respondsToSelector:invSEL]) {        
        [invocation invokeWithTarget:altObject];    
    } else {        
        [self doesNotRecognizeSelector:invSEL];    
    }
}

rac_signalForSelector 源码走读

- (RACSignal *)rac_signalForSelector:(SEL)selector方法位于NSObject+RACSelectorSignal 这个category下。先来看一下.h 头文件。头文件只对外暴露了以下两个方法。

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- (RACSignal *)rac_signalForSelector:(SEL)selector;


- (RACSignal *)rac_signalForSelector:(SEL)selector fromProtocol:(Protocol *)protocol;

再来看一下.m 文件

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- (RACSignal *)rac_signalForSelector:(SEL)selector {
	NSCParameterAssert(selector != NULL);

	return NSObjectRACSignalForSelector(self, selector, NULL);
}

- (RACSignal *)rac_signalForSelector:(SEL)selector fromProtocol:(Protocol *)protocol {
	NSCParameterAssert(selector != NULL);
	NSCParameterAssert(protocol != NULL);

	return NSObjectRACSignalForSelector(self, selector, protocol);
}

这两方法最终都调用了C函数NSObjectRACSignalForSelector。

  1. 获取Selector的别名aliasSelector
  2. 是否存在关联对象，有则跳至步骤8
  3. 替换类RACSwizzleClass(self)
  4. 获取替换的类，这一步主要是替换了原类中forwardInvocation:的实现。
  5. 创建RACSubject对象，并设置关联对象
  6. 获取原方法class_getInstanceMethod(class, selector);
  7. 若原方法不存在，则向该类添加方法 class_addMethod(class, selector, _obj 大专栏  RAC rac_signalForSelector 如何实现对象方法的hookc_msgForward, typeEncoding)。值得注意的是，方法体为_objc_msgForward，即上一节中提到的完整消息转发方法的方法体。
  8. 若原方法存在，则向该类添加aliasSelector，其实现即为原方法的实现，并将原方法的实现替换为_objc_msgForward
  9. 返回RACSubject对象

到此为止，rac_signalForSelector 的全部工作便是将目标selector的实现替换成了消息转发。

接下来，看看消息转发的实现部分，也就是步骤2中的实现：

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static void RACSwizzleForwardInvocation(Class class) {
	SEL forwardInvocationSEL = @selector(forwardInvocation:);
	Method forwardInvocationMethod = class_getInstanceMethod(class, forwardInvocationSEL);

	// Preserve any existing implementation of -forwardInvocation:.
	void (*originalForwardInvocation)(id, SEL, NSInvocation *) = NULL;
	if (forwardInvocationMethod != NULL) {
		originalForwardInvocation = (__typeof__(originalForwardInvocation))method_getImplementation(forwardInvocationMethod);
	}


	id newForwardInvocation = ^(id self, NSInvocation *invocation) {
		BOOL matched = RACForwardInvocation(self, invocation);
		if (matched) return;

		if (originalForwardInvocation == NULL) {
			[self doesNotRecognizeSelector:invocation.selector];
		} else {
			originalForwardInvocation(self, forwardInvocationSEL, invocation);
		}
	};

	class_replaceMethod(class, forwardInvocationSEL, imp_implementationWithBlock(newForwardInvocation), "v@:@");
}

源码很简单，就是hook了forwardInvocation:方法，当触发完整消息转发时，首先交由RACForwardInvocation响应，若RACForwardInvocation响应了则结束消息转发，否则走原消息转发流程。

接下来看看RACForwardInvocation的实现：

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static BOOL RACForwardInvocation(id self, NSInvocation *invocation) {
	SEL aliasSelector = RACAliasForSelector(invocation.selector);
	RACSubject *subject = objc_getAssociatedObject(self, aliasSelector);

	Class class = object_getClass(invocation.target);
	BOOL respondsToAlias = [class instancesRespondToSelector:aliasSelector];
	if (respondsToAlias) {
		invocation.selector = aliasSelector;
		[invocation invoke];
	}

	if (subject == nil) return respondsToAlias;

	[subject sendNext:invocation.rac_argumentsTuple];
	return YES;
}
  1. 获取selector的别名 aliasSelector
  2. 获取关联对象subject
  3. 执行 aliasSelector，并通过subject将返回值以RACTuple的形式发送出去。

总结一下RAC实现原理：RAC利用RunTime机制将所要监听的方法，全部转发到forwardInvocation:，并像class添加了别名方法aliasSelector，其方法体即原方法的方法体。那么当外部调用原方法时，就会触发消息转发流程。而RAC拦截了forwardInvocation:，并执行别名方法aliasSelector，最后将返回结果发送出去。

RAC在实现过程中，对Runtime的使用相当的深入。针对各种情况的考虑也是相当的周全，其实现也相当严谨，特别值得学习。

深度改造Runtime的弊端

RAC 通过深度改造对象的消息机制以达到AOP的目的，对于日常开发来说相当便利。不过值得注意的是：当一个项目内存在多个库深度改造对象的消息机制，就会产生不可避免的冲突，比如ASpect这个库，它的实现原理有RAC完全一样，应该都是借鉴了KVO的实现方式，唯一的不同点在于ASpect的消息forwardInvocation:实现比RAC稍微多了一步：当对象无法响应selector时，会调用 doesNotRecognizeSelector: 抛出异常。

若同时使用这两个库对同一对象的同一方法Hook，那么该方法将无法被执行，并存在Crash隐患。

经过以上的研究，对Runtime有了更深入的了解。

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