Objective-C 的 MethodSwizzling

O uso da confusão de métodos em Objective-Cchinês é relativamente comum.Para entender sua essência, devemos primeiro entender dois conceitos.

1. Tempo de execução

Objective-CÉ uma linguagem dinâmica com recursos de tempo de execução muito flexíveis. runtimeÉ um conjunto escrito em linguagem assembly C, , e C++assembly que fornece recursos orientados a objetos e de tempo de execução.APIObjective-C

A essência do método

Objective-C, o método é composto por SELe IMP, o primeiro é chamado de número do método, o último é chamado de implementação do método.
OCO método de chamada é chamado de envio de mensagem. Antes de enviar uma mensagem, a mensagem será pesquisada. O processo de pesquisa é através do processo de SELpesquisa IMP. Além disso, muitas vezes usamos @selector(someMethod)essa sintaxe no código, @selector()chamada seletor de método, que retorna o valor SELreal execução. Esta SELpesquisa corresponde a IMP.

3. MétodoSwizzling

3.1 Princípio

A ofuscação do método é alcançada explorando as runtimepropriedades e a natureza composicional dos métodos. Por exemplo, existem métodos sel1correspondentes imp1, sel2correspondentes imp2e após a ofuscação do método, de modo que o resultado da pesquisa runtimequando o método sel1é pesquisado se torna imp2:



3.2 Combate real

Crie um novo iOSprojeto, crie uma nova classe Persone Personadicione dois métodos -walke -run:

// Person.h
@interface Person : NSObject

- (void)walk;

- (void)run;

@end

// Person.m
@implementation Person

- (void)walk {
    NSLog(@"walk");
}

- (void)run {
    NSLog(@"run");
}

@end
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Crie uma nova NSObjectcategoria MethodSwizzlingda seguinte forma:

// NSObject+MethodSwizzling.h
@interface NSObject (MethodSwizzling)

+ (void)methodswizzlingWithClass:(Class)cls orgSEL:(SEL)orgSEL targetSEL:(SEL)targetSEL;

@end

// NSObject+MethodSwizzling.m
#import <objc/runtime.h>

@implementation NSObject (MethodSwizzling)

+ (void)methodswizzlingWithClass:(Class)cls orgSEL:(SEL)orgSEL targetSEL:(SEL)targetSEL {
    Method orgMethod = class_getInstanceMethod(cls, orgSEL);
    Method tgtMethod = class_getInstanceMethod(cls, targetSEL);
    method_exchangeImplementations(orgMethod, tgtMethod);
}

@end
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Person.mSubstitua o +loadmétodo em :

+ (void)load {
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        [self methodswizzlingWithClass:self
                                orgSEL:@selector(walk)
                             targetSEL:@selector(run)];
    });
}
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在ViewController的-viewDidLoad中调用-walk：

- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    Person *person = [[Person alloc] init];
    [person walk];
}
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运行程序，控制台输出如下：

2020-02-09 21:26:07.613230+0800 TestObjC[1716:74628] run
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调用的是-walk，实际执行的是-run，完成了方法混淆。

3.3 方法混淆的坑点

如果只声明了-run，但是没有实现，运行后会执行-walk方法，也就是不会交换成功，但如果没实现-walk，实现了-run，程序并不会执行-run，而是直接会崩掉，因为我们是显示的调用了-walk方法。因此在做方法混淆时，需要考虑方法是否实现的场景。
如果有人把子类的方法和父类的方法进行交换，那么父类在调用该方法时就会出现问题，所以还得考虑交换的是否是本类的方法。
基于以上的坑点，为了程序的健壮性，需要把方法混淆的函数修改一下：

@implementation NSObject (MethodSwizzling)

+ (void)methodswizzlingWithClass:(Class)cls orgSEL:(SEL)orgSEL targetSEL:(SEL)targetSEL {
    if (nil == cls) {
        NSLog(@"methodswizzlingWithClass: nil class");
        return;
    }
    
    Method orgMethod = class_getInstanceMethod(cls, orgSEL);
    Method tgtMethod = class_getInstanceMethod(cls, targetSEL);
    
    // 1.当原方法未实现，添加方法，并设置IMP为空实现
    if (nil == orgMethod) {
        class_addMethod(cls, orgSEL, method_getImplementation(tgtMethod), method_getTypeEncoding(tgtMethod));
        method_setImplementation(tgtMethod,
                                 imp_implementationWithBlock(^(id self, SEL _cmd) {
            NSLog(@"methodswizzlingWithClass: %@, orgMethod is nil", cls);
        }));
        return;
    }
    
    // 2.在当前类添加原方法，添加失败，说明当前类实现了该方法
    BOOL didAddMethod = class_addMethod(cls,
                                        orgSEL,
                                        method_getImplementation(orgMethod),
                                        method_getTypeEncoding(orgMethod));
    if (didAddMethod) {
        // 添加成功，当前类未实现，父类实现了orgSEL
        // 此时不必做方法交换，直接将tgtMethod的IMP替换为父类orgMethod的IMP即可
        class_replaceMethod(cls,
                            targetSEL,
                            method_getImplementation(orgMethod),
                            method_getTypeEncoding(orgMethod));
    } else {
        // 正常情况，直接交换
        method_exchangeImplementations(orgMethod, tgtMethod);
    }
}

@end
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验证一下效果，（Person的-walk和-run都实现），并添加一个-jump方法：

// Person.m
- (void)jump {
    NSLog(@"jump");
}
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新建一个类Student继承自Person，并添加一个方法-study：

// Student.h
@interface Student : Person

- (void)study;

@end

// Student.m
@implementation Student

+ (void)load {
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        [self methodswizzlingWithClass:self
                                orgSEL:@selector(jump)
                             targetSEL:@selector(study)];
    });
}

- (void)study {
    NSLog(@"study");
}

@end
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然后viewDidLoad中修改如下：

// ViewController.m
- (void)viewDidLoad {
    [super viewDidLoad];
    Person *person = [[Person alloc] init];
    [person walk];
    Student *std = [[Student alloc] init];
    [std study];
    [person jump];
}
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运行以后，输出结果如下：

2020-02-09 22:38:55.180903+0800 TestObjC[2551:122647] run
2020-02-09 22:38:55.181070+0800 TestObjC[2551:122647] jump
2020-02-09 22:38:55.181185+0800 TestObjC[2551:122647] jump
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在Student中，并没有实现-jump，但它把-jump和-study做了交换（实际实现是在Student中添加了-jump，然后将其IMP置为Person中-jump的IMP），这样以来，Student调用-study就执行了-jump的IMP，效果上相当于做了交换，而父类Person调用-jump并没有受到影响。
把父类Person中-jump的实现注释掉，同时注释掉viewDidLoad中第8行[person jump]，运行程序，输出如下：

2020-02-09 22:49:39.611851+0800 TestObjC[2667:129133] run
2020-02-09 22:49:39.612015+0800 TestObjC[2667:129133] methodswizzlingWithClass: Student, orgMethod is nil
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