RxSwift异步事件追踪定位工具
文章概要：本文主要从分析RxSwift操作符的实现原理入手，然后介绍了Swift反射机制、Swift的函数派发机制及命名空间机制，同时我们设计了一套实现Hook Swift的动态及静态方法的解决方案，希望对广大iOS开发者有所帮助。
为解决RxSwift的调试难题，我们通过阅读源码分析RxSwift操作符实现原理，然后利用Swift反射机制来dump “Observable Link”，最后又根据Swift语言的函数派发机制和命名空间机制设计了一套安全高效的hook Swift的动态及静态方法的方案，通过这套hook方案完成了对流事件传递链上的关键函数的拦截处理从而顺利实现了精准定位和调试RxSwift中异步事件的目标。
2.3 为已有的类动态添加存储型属性
dump出的Observable Link上的所有Observable都是我们需要在运行时重点观察的对象，那么我们该如何对这些Observable与其它Observable做出区分呢？我们可以为Observable添加一个tag属性，在运行时如果发现某个Observable的tag不为空就监控这个Observable上产生的event。不过这里有一个关联类型问题，any类型可以转换为某种协议类型，但无法转换为关联类型协议的类型，因为关联的具体类型是未知的。为解决这个问题，我们设计了一个无关联类型的协议RxEventTrackType，在这个协议的extension里面为其添加eventTrackerTag属性，然后让Obseverble遵守此协议。为了给一个协议类型在extension中添加一个存储型属性，这里我选择了一个在OC时代经常使用的实现方案：objc_setAssociatedObject。
3. Hook Swift动态和静态方法3.1 Swift的函数派发机制函数派发就是处理如何去调用一个函数的问题。编译型语言有三种常见的函数派发方式：直接派发(Direct Dispatch)、函数表派发(Table Dispatch)和消息派发(Message Dispatch)。Swift同时支持这三种函数派发方式。直接派发(Direct Dispatch)是最快的，不止是因为需要调用的指令集会更少，并且编译器还能够有很大的优化空间，例如函数内联等。然而静态调用对于编程来说也就意味着因为缺乏动态性而无法支持继承。函数表派发(Table Dispatch)是编译型语言实现动态行为最常见的实现方式。函数表使用了一个数组来存储类声明的每一个函数的指针。大部分语言把这个称为“virtual table”(虚函数表)，Swift里称为 “witness table”。每一个类都会维护一个函数表，里面记录着类所有需要通过函数表派发的函数，如果在本类中override了父类函数的话表里面只会保存被override之后的函数。一个子类在声明体内新添加的函数都会被插入到这个函数表的后面，运行时会根据这一个表去决定实际要被调用的函数。消息机制(Message Dispatch)是调用函数最动态的方式，这样的机制催生了KVO，UIAppearence和CoreData等功能。这种运作方式的关键在于开发者可以在运行时改变函数的行为，不止可以通过swizzling来改变，甚至可以用isa-swizzling修改对象的继承关系，可以在面向对象的基础上实现自定义派发。Swift函数派发规则总结：
稍微有些遗憾的是，利用上面所述的这种方案Hook的方法只在我们自己的module里面有效，不过对于一般的Hook需求来说已经足够使用了。
使用此定位工具来追踪和定位一步事件源调试效果如下Gif图所示：
5. 总结在此次RxSwift异步事件追踪定位工具的研发过程中，最为关键也是难点之一的就是如何实现hook Swift的动态及静态方法，我们在尝试了两三种方案之后才最终确定了这种利用Swift语言的函数派发机制和命名空间机制来安全高效的hook Swift的动态及静态方法的方案，相信我们的这套hook方案也会给你在以后的开发中在处理类似问题时带来更多的思路和灵感。
摘自https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI1MzYzMjE0MQ==&mid=2247485124&idx=1&sn=f5cbdca57e5f5d8a0bafe6fb3b783b61&chksm=e9d0cd26dea744305deea33e6b7424efb19ccbdcbe1261e6c56f577325689096f32971a2e57d&cur_album_id=1590407423234719749&scene=190#rd字节跳动技术团队
为解决RxSwift的调试难题，我们通过阅读源码分析RxSwift操作符实现原理，然后利用Swift反射机制来dump “Observable Link”，最后又根据Swift语言的函数派发机制和命名空间机制设计了一套安全高效的hook Swift的动态及静态方法的方案，通过这套hook方案完成了对流事件传递链上的关键函数的拦截处理从而顺利实现了精准定位和调试RxSwift中异步事件的目标。
2.3 为已有的类动态添加存储型属性
dump出的Observable Link上的所有Observable都是我们需要在运行时重点观察的对象，那么我们该如何对这些Observable与其它Observable做出区分呢？我们可以为Observable添加一个tag属性，在运行时如果发现某个Observable的tag不为空就监控这个Observable上产生的event。不过这里有一个关联类型问题，any类型可以转换为某种协议类型，但无法转换为关联类型协议的类型，因为关联的具体类型是未知的。为解决这个问题，我们设计了一个无关联类型的协议RxEventTrackType，在这个协议的extension里面为其添加eventTrackerTag属性，然后让Obseverble遵守此协议。为了给一个协议类型在extension中添加一个存储型属性，这里我选择了一个在OC时代经常使用的实现方案：objc_setAssociatedObject。
3. Hook Swift动态和静态方法3.1 Swift的函数派发机制函数派发就是处理如何去调用一个函数的问题。编译型语言有三种常见的函数派发方式：直接派发(Direct Dispatch)、函数表派发(Table Dispatch)和消息派发(Message Dispatch)。Swift同时支持这三种函数派发方式。直接派发(Direct Dispatch)是最快的，不止是因为需要调用的指令集会更少，并且编译器还能够有很大的优化空间，例如函数内联等。然而静态调用对于编程来说也就意味着因为缺乏动态性而无法支持继承。函数表派发(Table Dispatch)是编译型语言实现动态行为最常见的实现方式。函数表使用了一个数组来存储类声明的每一个函数的指针。大部分语言把这个称为“virtual table”(虚函数表)，Swift里称为 “witness table”。每一个类都会维护一个函数表，里面记录着类所有需要通过函数表派发的函数，如果在本类中override了父类函数的话表里面只会保存被override之后的函数。一个子类在声明体内新添加的函数都会被插入到这个函数表的后面，运行时会根据这一个表去决定实际要被调用的函数。消息机制(Message Dispatch)是调用函数最动态的方式，这样的机制催生了KVO，UIAppearence和CoreData等功能。这种运作方式的关键在于开发者可以在运行时改变函数的行为，不止可以通过swizzling来改变，甚至可以用isa-swizzling修改对象的继承关系，可以在面向对象的基础上实现自定义派发。Swift函数派发规则总结：
- 值类型声明作用域里的函数总是会使用直接派发
- Class声明作用域里的函数都会使用函数表进行派发（某些特殊情况下编译器会优化为直接派发）
- 而协议和类的extension都会使用直接派发
- 协议里声明的，并且带有默认实现的函数会使用函数表进行派发
- 用dynamic修饰的函数会通过运行时进行消息机制派发
稍微有些遗憾的是，利用上面所述的这种方案Hook的方法只在我们自己的module里面有效，不过对于一般的Hook需求来说已经足够使用了。
使用此定位工具来追踪和定位一步事件源调试效果如下Gif图所示：
5. 总结在此次RxSwift异步事件追踪定位工具的研发过程中，最为关键也是难点之一的就是如何实现hook Swift的动态及静态方法，我们在尝试了两三种方案之后才最终确定了这种利用Swift语言的函数派发机制和命名空间机制来安全高效的hook Swift的动态及静态方法的方案，相信我们的这套hook方案也会给你在以后的开发中在处理类似问题时带来更多的思路和灵感。
摘自https://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzI1MzYzMjE0MQ==&mid=2247485124&idx=1&sn=f5cbdca57e5f5d8a0bafe6fb3b783b61&chksm=e9d0cd26dea744305deea33e6b7424efb19ccbdcbe1261e6c56f577325689096f32971a2e57d&cur_album_id=1590407423234719749&scene=190#rd字节跳动技术团队
