iOS開發中實現hook消息機制的方法探究

2020-07-26 03:33:25

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供稿：網友

Method Swizzling 原理

在Objective-C中調用一個方法，其實是向一個對象發送消息，查找消息的唯一依據是selector的名字。利用Objective-C的動態特性，可以實現在運行時偷換selector對應的方法實現，達到給方法掛鉤的目的。
每個類都有一個方法列表，存放著selector的名字和方法實現的映射關系。IMP有點類似函數指針，指向具體的Method實現。

我們可以利用 method_exchangeImplementations 來交換2個方法中的IMP，
我們可以利用 class_replaceMethod 來修改類，
我們可以利用 method_setImplementation 來直接設置某個方法的IMP，
……
歸根結底，都是偷換了selector的IMP，如下圖所示：

Method Swizzling 實踐

舉個例子好了，我想鉤一下NSArray的lastObject 方法，只需兩個步驟。
第一步：給NSArray加一個我自己的lastObject

復制代碼代碼如下:

#import "NSArray+Swizzle.h"  
  
  
@implementation NSArray (Swizzle)  
  
  
- (id)myLastObject  
{  
    id ret = [self myLastObject];  
    NSLog(@"**********  myLastObject *********** ");  
    return ret;  
}  
@end  

乍一看，這不遞歸了么？別忘記這是我們準備調換IMP的selector，[self myLastObject] 將會執行真的 [self lastObject] 。

第二步：調換IMP

復制代碼代碼如下:

#import   
#import "NSArray+Swizzle.h"  
  
  
int main(int argc, char *argv[])  
{  
    @autoreleasepool {  
          
        Method ori_Method =  class_getInstanceMethod([NSArray class], @selector(lastObject));  
        Method my_Method = class_getInstanceMethod([NSArray class], @selector(myLastObject));  
        method_exchangeImplementations(ori_Method, my_Method);  
          
        NSArray *array = @[@"0",@"1",@"2",@"3"];  
        NSString *string = [array lastObject];  
        NSLog(@"TEST RESULT : %@",string);  
          
        return 0;  
    }  
}  

控制臺輸出Log：

復制代碼代碼如下:

2013-07-18 16:26:12.585 Hook[1740:c07] **********  myLastObject ***********   
2013-07-18 16:26:12.589 Hook[1740:c07] TEST RESULT : 3  

結果很讓人欣喜，是不是忍不住想給UIWebView的loadRequest: 加 TODO 了呢？

示例

有了這個原理，接下來讓我們來看一個實例：
下面先直接上源碼：

復制代碼代碼如下:

//
// TestHookObject.m
// TestHookMessage
//
// Created by mapleCao on 13-2-28.
// Copyright (c) 2013年 mapleCao. All rights reserved.
//

#import "TestHookObject.h"
#import <objc/objc.h>
#import <objc/runtime.h>

@implementation TestHookObject

// this method will just excute once
+ (void)initialize
{
    // 獲取到UIWindow中sendEvent對應的method
    Method sendEvent = class_getInstanceMethod([UIWindow class], @selector(sendEvent:));
    Method sendEventMySelf = class_getInstanceMethod([self class], @selector(sendEventHooked:));

    // 將目標函數的原實現綁定到sendEventOriginalImplemention方法上
    IMP sendEventImp = method_getImplementation(sendEvent);
    class_addMethod([UIWindow class], @selector(sendEventOriginal:), sendEventImp, method_getTypeEncoding(sendEvent));

    // 然后用我們自己的函數的實現，替換目標函數對應的實現
    IMP sendEventMySelfImp = method_getImplementation(sendEventMySelf);
    class_replaceMethod([UIWindow class], @selector(sendEvent:), sendEventMySelfImp, method_getTypeEncoding(sendEvent));
}

/*
* 截獲到window的sendEvent
* 我們可以先處理完以后，再繼續調用正常處理流程
*/
- (void)sendEventHooked:(UIEvent *)event
{
    // do something what ever you want
    NSLog(@"haha, this is my self sendEventMethod!!!!!!!");

    // invoke original implemention
    [self performSelector:@selector(sendEventOriginal:) withObject:event];
}

@end

　　下面我們來逐行分析一下上面的代碼：

　　首先我們來看19行，這一行主要目的是獲取到UIWindow原生的sendEvent的Method(一個結構體，用來對方法進行描述)，接著第20行是獲取到我們自己定義的類中的sendEvent的Method(這兩個方法的簽名必須一樣，否則運行時報錯)。第23行我們通過UIWindow原生的sendEvent的Method獲取到對應的IMP(一個函數指針)，第24行使用運行時API Class_addMethod給UIWindow類添加了一個叫sendEventOriginal的方法，該方法使用UIWindow原生的sendEvent的實現，并且有著相同的方法簽名(必須相同，否則運行時報錯)。27行是獲取我們自定義類中的sendEventMySelf的IMP，28行是關鍵的一行，這一行的主要目的是為UIWindow原生的sendEvent指定一個新的實現，我們看到我們將該實現指定到了我們自己定義的sendEventMySelf上。到了這兒我們就完成了偷梁換柱，大功告成。

　　執行上面這些行以后，我們就成功的將UIWindow的sendEvent重定向到了我們自己的寫的sendEventMySelf的實現，然后將其原本的實現重定向到了我們給它新添加的方法sendEventOriginal中。而sendEventMySelf中，我們首先可以對這個消息進行我們想要的處理，然后再通過41行調用sendEventOriginal方法轉到正常的執行流程。

　　這塊兒你可能有個困惑 “我們自定義類中明明是沒有sendEventOriginal方法的??？”

　　為什么執行起來不報錯，而且還會正常執行？因為sendEventMySelf是UIWindow的sendEvent重定向過來的，所以在運行時該方法中的self代表的就是UIWindow的實例，而不再是TestHookObject的實例了。加上sendEventOriginal是我們通過運行時添加到UIWindow的實例方法，所以可以正常調用。當然如果直接通過下面這種方式調用也是可以的，只不過編譯器會提示警告(編譯器沒那么智能)，因此我們采用了performSelector的調用方式。

復制代碼代碼如下:

[self sendEventOriginal:event];

　　以上就是Hook的實現，使用時我們只需要讓TestHookObject類執行一次初始話操作就可以了，執行完以后。UIWindow的sendEvent消息就會會hook到我們的sendEventMySelf中了。

　　下面是調用代碼：

復制代碼代碼如下:

- (BOOL)application:(UIApplication *)application didFinishLaunchingWithOptions:(NSDictionary *)launchOptions
{
    self.window = [[[UIWindow alloc] initWithFrame:[[UIScreen mainScreen] bounds]] autorelease];
    // Override point for customization after application launch.
    self.viewController = [[[TestHookViewController alloc] initWithNibName:@"TestHookViewController" bundle:nil] autorelease];
    self.window.rootViewController = self.viewController;
    [self.window makeKeyAndVisible];


    //hook UIWindow‘s SendEvent method
    TestHookObject *hookSendEvent = [[TestHookObject alloc] init];
    [hookSendEvent release];

    UIButton *btn = [[UIButton alloc] initWithFrame:CGRectMake(0, 0, 100, 100)];
    btn.center = CGPointMake(160, 240);
    btn.backgroundColor = [UIColor redColor];
    [btn addTarget:self action:@selector(btnAction:) forControlEvents:UIControlEventAllEvents];
    [self.window addSubview:btn];
    [btn release];

    return YES;
}