文章目录
1. 使用方法
2. 实现原理
2.1. 过滤方法的Block参数
2.2. 执行Callback
2.3. 对NSInvocation的一点探索
3. 总结
很多方法最后一个参数是类似于completionBlock这种回调,然而有些API实现一些异常逻辑时会忘记调用传入的Block参数(当然这肯定是bug啦),或者存在多次调用。在调试的时候可能会碰到这种大坑,需要追踪下Block参数何时调用了,甚至是否调用过。如果不方便直接在Block实现中加代码,或者没有源码的情况下,就需要无侵入式地追踪Block参数对象。
BlockTracker可以追踪方法调用时传入的 Block 类型的参数的执行和销毁。基于BlockHook实现。本文讲述了它的使用方法和实现原理。
使用方法
只需要调用bt_trackBlockArgOfSelector:callback:方法,就能在对应方法执行传入的block参数被调用和销毁的时候得到回调。回调中的内容包含了block对象,回调类型,block 已经执行的次数,执行block的参数、返回值,堆栈信息。
BTTracker *tracker = [self bt_trackBlockArgOfSelector:@selector(performBlock:) callback:^(id _Nullable block, BlockTrackerCallbackType type, NSInteger invokeCount, void * _Nullable * _Null_unspecified args, void * _Nullable result, NSArray * _Nonnull callStackSymbols) { NSLog(@"%@ invoke count = %ld", BlockTrackerCallbackTypeInvoke == type ? @"BlockTrackerCallBackTypeInvoke" : @"BlockTrackerCallBackTypeDead", (long)invokeCount); }];
当你不想追踪这个方法执行时传入的block参数时,也可以停止追踪:
[tracker stop];
举个栗子,现在有个方法叫performBlock:,只是简单地调用了block参数:
- (void)performBlock:(void(^)(void))block { block(); }
调用两次这个方法,每次都传入不同的 block 实现:
__block NSString *word = @"I'm a block"; [self performBlock:^{ NSLog(@"add '!!!' to word"); word = [word stringByAppendingString:@"!!!"]; }]; [self performBlock:^{ NSLog(@"%@", word); }];
因为执行两次方法传入的是两个不同的block对象,所以会追踪两个block对象的执行和销毁,打印的log如下:
add '!!!' to word BlockTrackerCallBackTypeInvoke invoke count = 1 I'm a block!!! BlockTrackerCallBackTypeInvoke invoke count = 1 BlockTrackerCallBackTypeDead invoke count = 1 BlockTrackerCallBackTypeDead invoke count = 1
在block对象销毁的时候
你可以尝试着把performBlock: 的实现改成这样试试:
- (void)performBlock:(void(^)(void))block { block(); block(); block(); }
实现原理
原理很简单,就是Hook方法后再Hook下Block,流程大致如下:
利用Objective-C Runtime机制Hook某个方法,参考MessageThrottle的实现原理。
在方法真正执行前,使用BlockHook先Hook所有Block类型的参数。Hook模式为BlockHookModeAfter和BlockHookModeDead。
在Block执行后更新执行次数,并将相关信息回调给Tracker。销毁后也会回调给Tracker。
流程大概很简单,复用以前代码。这里主要讲下Track的逻辑。
过滤方法的 Block 参数
在bt_trackBlockArgOfSelector:callback:里获取方法的Type Encoding后判断是否含有Block类型的参数,并将Block参数的Index保存到BTTracker的blockArgIndex属性。
- (nullable BTTracker *)bt_trackBlockArgOfSelector:(SEL)selector callback:(BlockTrackerCallbackBlock)callback { Class cls = bt_classOfTarget(self); Method originMethod = class_getInstanceMethod(cls, selector); if (!originMethod) { return nil; } const char *originType = (char *)method_getTypeEncoding(originMethod); if (![[NSString stringWithUTF8String:originType] containsString:@"@?"]) { return nil; } NSMutableArray *blockArgIndex = [NSMutableArray array]; int argIndex = 0; // return type is the first one while(originType && *originType) { originType = BHSizeAndAlignment(originType, NULL, NULL, NULL); if ([[NSString stringWithUTF8String:originType] hasPrefix:@"@?"]) { [blockArgIndex addObject:@(argIndex)]; } argIndex++; } BTTracker *tracker = BTEngine.defaultEngine.trackers[bt_methodDescription(self, selector)]; if (!tracker) { tracker = [[BTTracker alloc] initWithTarget:self selector:selector]; tracker.callback = callback; tracker.blockArgIndex = [blockArgIndex copy]; } return [tracker apply] ? tracker : nil; }
bt_trackBlockArgOfSelector:callback:方法返回的BTTracker对象也保存了callback回调。
执行Callback
遍历之前保存的Block参数Index列表blockArgIndex,从NSInvocation中取到Block参数后,就可以Hook了。Block的执行次数保存到了BHToken上,每次执行都会累加。在Block执行或销毁后都会调用callback,只是传的参数稍有不同。
for (NSNumber *index in tracker.blockArgIndex) { if (index.integerValue < invocation.methodSignature.numberOfArguments) { __unsafe_unretained id block; [invocation getArgument:&block atIndex:index.integerValue]; __weak typeof(block) weakBlock = block; __weak typeof(tracker) weakTracker = tracker; BHToken *tokenAfter = [block block_hookWithMode:BlockHookModeAfter usingBlock:^(BHToken *token) { __strong typeof(weakBlock) strongBlock = weakBlock; __strong typeof(weakTracker) strongTracker = weakTracker; NSNumber *invokeCount = objc_getAssociatedObject(token, NSSelectorFromString(@"invokeCount")); if (!invokeCount) { invokeCount = @(1); } else { invokeCount = [NSNumber numberWithInt:invokeCount.intValue + 1]; } objc_setAssociatedObject(token, NSSelectorFromString(@"invokeCount"), invokeCount, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN); if (strongTracker.callback) { strongTracker.callback(strongBlock, BlockTrackerCallbackTypeInvoke, invokeCount.intValue, token.args, token.retValue, [NSThread callStackSymbols]); } }]; [block block_hookWithMode:BlockHookModeDead usingBlock:^(BHToken *token) { __strong typeof(weakTracker) strongTracker = weakTracker; NSNumber *invokeCount = objc_getAssociatedObject(tokenAfter, NSSelectorFromString(@"invokeCount")); if (strongTracker.callback) { strongTracker.callback(nil, BlockTrackerCallbackTypeDead, invokeCount.intValue, nil, nil, [NSThread callStackSymbols]); } }]; } }
对NSInvocation的一点探索
在从NSInvocation对象获取参数时,需要先调用retainArguments方法让NSInvocation将Block参数copy。因为有些Block参数类型是__NSStackBlock__,需要拷贝到堆上,否则从NSInvocation获取的Block不会销毁。
getArgument:atIndex: 方法只是将第index个参数指针的值拷贝到buffer中,而retainArguments才是真的对C字符串和Block拷贝。
我还为此做了个小实验。一个类外部声明并调用了test:方法,但其实内部实现的foo: 方法。通过实现methodSignatureForSelector:让消息转发流程走到forwardInvocation:方法中。然后向Block参数关联BTDealloc对象,在test:方法执行后,BTDealloc类的dealloc方法并没有执行。也就是说通过NSInvocation获取的Block参数没销毁;如果先调用了retainArguments就会销毁。
- (void)test:(void(^)(void))block; - (void)foo: (void(^)(void)) block { block(); } - (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)aSelector { return [NSMethodSignature signatureWithObjCTypes:"v@:@?"]; } - (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)anInvocation { // [anInvocation retainArguments]; void **invocationFrame = ((__bridge struct BTInvocaton *)anInvocation)->frame; void *blockFromFrame = invocationFrame[2]; void *block; [anInvocation getArgument:&block atIndex:2]; BTDealloc *btDealloc = [BTDealloc new]; objc_setAssociatedObject((__bridge id)block, @selector(foo:), btDealloc, OBJC_ASSOCIATION_RETAIN); anInvocation.selector = @selector(foo:); [anInvocation invoke]; }
通过对NSInvocation对象的解析,我发现NSInvocation的参数存储于一个私有成员变量_frame中,试着将其强转为二级指针,也就是指针数组。拿到对应index的值blockFromFrame跟block作比较,发现是一样的。这里获取_frame需要强转下,NSInvocation的内存模型如下:
struct BTInvocaton { void *isa; void *frame; void *retdata; void *signature; void *container; uint8_t retainedArgs; uint8_t reserved[15]; };
总结
由于Hook Method的逻辑是在消息转发流程搞事情,所以跟Aspects一样不能同时Hook父类和子类类相同方法。因为如果子类调用父类的实现,就会死循环。如果Hook方法这部分使用Method Swizzling等交换IMP的方式实现,也会有着严重依赖Hook顺序导致调用错乱的问题。还是基于桥的Hook牛逼,汇编跳板,我这辈子是看不懂了。
老子终于在这个月最后一天快结束的时候憋出来一篇大水文!搬砖累死了没时间研究技术,你们尽管喷!