iOS开发中实现hook消息机制的方法探究

method swizzling 原理

在objective-c中调用一个方法，其实是向一个对象发送消息，查找消息的唯一依据是selector的名字。利用objective-c的动态特性，可以实现在运行时偷换selector对应的方法实现，达到给方法挂钩的目的。
每个类都有一个方法列表，存放着selector的名字和方法实现的映射关系。imp有点类似函数指针，指向具体的method实现。

我们可以利用 method_exchangeimplementations 来交换2个方法中的imp，
我们可以利用 class_replacemethod 来修改类，
我们可以利用 method_setimplementation 来直接设置某个方法的imp，
……
归根结底，都是偷换了selector的imp，如下图所示：

method swizzling 实践

举个例子好了，我想钩一下nsarray的lastobject 方法，只需两个步骤。
第一步：给nsarray加一个我自己的lastobject

#import "nsarray+swizzle.h" 
 
 
@implementation nsarray (swizzle) 
 
 
- (id)mylastobject 
{ 
    id ret = [self mylastobject]; 
    nslog(@"**********  mylastobject *********** "); 
    return ret; 
} 
@end 

乍一看，这不递归了么？别忘记这是我们准备调换imp的selector，[self mylastobject] 将会执行真的 [self lastobject] 。

第二步：调换imp

#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; 
    } 
} 

控制台输出log：

2013-07-18 16:26:12.585 hook[1740:c07] **********  mylastobject ***********  
2013-07-18 16:26:12.589 hook[1740:c07] test result : 3 

结果很让人欣喜，是不是忍不住想给uiwebview的loadrequest: 加 todo 了呢？

示例

有了这个原理，接下来让我们来看一个实例：
下面先直接上源码：
 

//
//  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
{
    // 获取到uiwindow中sendevent对应的method
    method sendevent = class_getinstancemethod([uiwindow class], @selector(sendevent:));
    method sendeventmyself = class_getinstancemethod([self class], @selector(sendeventhooked:));
   
    // 将目标函数的原实现绑定到sendeventoriginalimplemention方法上
    imp sendeventimp = method_getimplementation(sendevent);
    class_addmethod([uiwindow class], @selector(sendeventoriginal:), sendeventimp, method_gettypeencoding(sendevent));
   
    // 然后用我们自己的函数的实现，替换目标函数对应的实现
    imp sendeventmyselfimp = method_getimplementation(sendeventmyself);
    class_replacemethod([uiwindow class], @selector(sendevent:), sendeventmyselfimp, method_gettypeencoding(sendevent));
}

/*
 * 截获到window的sendevent
 * 我们可以先处理完以后，再继续调用正常处理流程
 */
- (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

　　下面我们来逐行分析一下上面的代码：
 
　　首先我们来看19行，这一行主要目的是获取到uiwindow原生的sendevent的method(一个结构体，用来对方法进行描述)，接着第20行是获取到我们自己定义的类中的sendevent的method(这两个方法的签名必须一样，否则运行时报错)。第23行我们通过uiwindow原生的sendevent的method获取到对应的imp(一个函数指针)，第24行使用运行时api class_addmethod给uiwindow类添加了一个叫sendeventoriginal的方法，该方法使用uiwindow原生的sendevent的实现，并且有着相同的方法签名(必须相同，否则运行时报错)。27行是获取我们自定义类中的sendeventmyself的imp，28行是关键的一行，这一行的主要目的是为uiwindow原生的sendevent指定一个新的实现，我们看到我们将该实现指定到了我们自己定义的sendeventmyself上。到了这儿我们就完成了偷梁换柱，大功告成。
 
　　执行上面这些行以后，我们就成功的将uiwindow的sendevent重定向到了我们自己的写的sendeventmyself的实现，然后将其原本的实现重定向到了我们给它新添加的方法sendeventoriginal中。而sendeventmyself中，我们首先可以对这个消息进行我们想要的处理，然后再通过41行调用sendeventoriginal方法转到正常的执行流程。
 
　　这块儿你可能有个困惑 “我们自定义类中明明是没有sendeventoriginal方法的啊？”
 
　　为什么执行起来不报错，而且还会正常执行？因为sendeventmyself是uiwindow的sendevent重定向过来的，所以在运行时该方法中的self代表的就是uiwindow的实例，而不再是testhookobject的实例了。加上sendeventoriginal是我们通过运行时添加到uiwindow的实例方法，所以可以正常调用。当然如果直接通过下面这种方式调用也是可以的，只不过编译器会提示警告(编译器没那么智能)，因此我们采用了performselector的调用方式。
 

[self sendeventoriginal:event];

　　以上就是hook的实现，使用时我们只需要让testhookobject类执行一次初始话操作就可以了，执行完以后。uiwindow的sendevent消息就会会hook到我们的sendeventmyself中了。
 
　　下面是调用代码：
 
 
 

- (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;
}

代码中我们还专门添加了一个button来验证，hook完以后消息是否正常传递。经验证消息流转完全正常。