用 NSProxy 实现面向切面编程

2023年4月29日 577次阅读 来源: 算法小白

在 Objective-C 中，有一个十分特殊的类，严格意义上讲它并不属于一个 OC 类，因为它压根就不是一个 NSObject，这个类就是 NSProxy。

我们来看看它的声明：

《用 NSProxy 实现面向切面编程》

可以看到，它遵守了 NSObject 协议，并且第一个 Ivar 是一个 isa 指针，因此它完全是可以拿来当一个 NSObject 或其派生类来使用的。

NSProxy 的使用也非常简单，通常，你只需要实现两个方法：

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation;
- (nullable NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)sel;

下面，我们通过一个例子来演示一下如何使用 NSProxy。
首先，我们需要准备一个实体类，它可以是任意一个类，甚至是系统类库所提供的类，这里我们用 NSURL 类来开刀。

@interface MyProxy : NSProxy {
    id _object;
}

+ (id)proxyForObject:(id)obj;

@end


@implementation MyProxy

+ (id)proxyForObject:(id)obj {
    MyProxy *instance = [MyProxy alloc];
    instance->_object = obj;

    return instance;
}

- (NSMethodSignature *)methodSignatureForSelector:(SEL)sel {
    return [_object methodSignatureForSelector:sel];
}

- (void)forwardInvocation:(NSInvocation *)invocation {
    if ([_object respondsToSelector:invocation.selector]) {
        NSString *selectorName = NSStringFromSelector(invocation.selector);

        NSLog(@"Before calling \"%@\".", selectorName);
        [invocation invokeWithTarget:_object];
        NSLog(@"After calling \"%@\".", selectorName);
    }
}

@end

这是我们的 Proxy 简单实现，我们需要持有一个被代理对象的引用，然后将消息转发到这个对象上，在转发之前和以后我们就可以做自己想做的事情了。

methodSignatureForSelector: 方法需要获取一个方法签名，用来生成 NSInvocation，我们直接将这个调用转发到被代理对象中。紧接着，forwardInvocation: 会被调用，将 NSInvocation 用被代理对象调用。我们就可以在这个方法里做一些手脚，比如埋点计数等。在这个例子中，我只是简单地将对象所调用的方法的 selector 打印出来。

然后我们看看用于测试的主函数：

int main(int argc, char *argv[]) {
    dispatch_semaphore_t sem = dispatch_semaphore_create(0);

    NSURL *url = [MyProxy proxyForObject:[NSURL URLWithString:@"https://www.google.com"]];
    NSURLSessionDataTask *task = [[NSURLSession sharedSession] dataTaskWithURL:url completionHandler:^(NSData * _Nullable data, NSURLResponse * _Nullable response, NSError * _Nullable error) {
        dispatch_semaphore_signal(sem);
    }];

    [task resume];
    dispatch_semaphore_wait(sem, DISPATCH_TIME_FOREVER);

    return 0;
}

就是简单构造一个 NSURL，只不过我们先用了 MyProxy 封装代理后传给 NSURLSession 去使用，输出结果如下：

《用 NSProxy 实现面向切面编程》

也就是说，系统用 NSURL 的 absoluteURL 属性来获取真正的 URL 数据，至此我们就已经可以跟踪已有类的行为了，甚至还可以通过 [NSThread callStackSymbols] 来跟踪调用改方法的函数调用栈：

《用 NSProxy 实现面向切面编程》

并借此来跟踪一些系统行为。

Hook 返回值

既然是 Hook，我们就应该可以拦截方法的返回值并作加工，这当然是可以的。秘密就在于 NSInvocation，它封装了一个方法调用的全部信息，包括参数和返回值。

- (void)getReturnValue:(void *)retLoc;
- (void)setReturnValue:(void *)retLoc;

就是处理返回值的两个方法，我们可以用下面的语句来获取被代理对象的方法返回值：

NSURL *retValue;
[invocation getReturnValue:&retValue];

注意，这个方法是拷贝指针所指向的数据，所以要传递 NSURL 指针的指针，这样才能把 retValue 设置为返回值的地址，这点不要混淆了。相对应的，设置返回值也是类似的，这里就不赘述了。

Wrap Up

本文零零散散扯了一下 OC 中原生实现 AOP 的方式，没什么深刻的原理知识，涉及 runtime 的细节也没有说，如果大家感兴趣可以研究研究。AOP 的在平时开发中的利用率还是挺高的，知名的 JSPatch、平时做的一些代码插桩都用到了 AOP 这一范式，而且 OC 天生就对这方面的支持十分友好。但并不是说 AOP 是万能的，滥用也会造成很多问题，导致代码复杂度上升，维护性下降。AOP 只是用来弥补设计上的不足或失误的，并不是一切问题的解决方法，谨慎使用才能更好地提高开发效率，降低维护成本。

    原文作者：算法小白
    原文地址: https://juejin.im/entry/5801091d5bbb50005b6390ed
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