Clang Attributes 黑魔法小記

轉(zhuǎn)載自:孫源sunnyxx的技術(shù)博客系列
http://blog.sunnyxx.com/2016/05/14/clang-attributes/

2016年5月14日

Clang Attributes 是 Clang 提供的一種源碼注解愉粤,方便開發(fā)者向編譯器表達某種要求,參與控制如 Static Analyzer拿撩、Name Mangling衣厘、Code Generation 等過程,一般以 __attribute__(xxx) 的形式出現(xiàn)在代碼中压恒;為方便使用影暴,一些常用屬性也被 Cocoa 定義成宏,比如在系統(tǒng)頭文件中經(jīng)常出現(xiàn)的 NS_CLASS_AVAILABLE_IOS(9_0) 就是 __attribute__(availability(...)) 這個屬性的簡單寫法探赫。

常見屬性的介紹型宙,可以看 NSHipster 的介紹文章 和的 twitter 的介紹文章。本文還會介紹幾個有意思的 “黑魔法” Attribute伦吠,說不定在某些場景下會起到意想不到的效果哦~

以下測試都以 Xcode 7.3 ( Clang 3.8 ) 為準

objc_subclassing_restricted

使用這個屬性可以定義一個 Final Class妆兑,也就是說,一個不可被繼承的類毛仪,假設我們有個名叫 Eunuch(太監(jiān)) 的類搁嗓,但并不希望有人可以繼承自它:

@interface Eunuch : NSObject
@end
@interface Child : Eunuch // 太監(jiān)不能夠有孩砸
@end

只要在 @interface 前面加上 objc_subclassing_restricted 這個屬性即可:

__attribute__((objc_subclassing_restricted))
@interface Eunuch : NSObject
@end
@interface Child : Eunuch // <--- Compile Error
@end

objc_requires_super

aka: NS_REQUIRES_SUPER,標志子類繼承這個方法時需要調(diào)用 super潭千,否則給出編譯警告:

@interface Father : NSObject
- (void)hailHydra __attribute__((objc_requires_super));
@end
@implementation Father
- (void)hailHydra {
 NSLog(@"hail hydra!");
}
@end
@interface Son : Father
@end
@implementation Son
- (void)hailHydra {
} // <--- Warning missing [super hailHydra]
@end

objc_boxable

Objective-C 中的 @(...) 語法糖可以將基本數(shù)據(jù)類型 box 成 NSNumber 對象谱姓,假如想 box 一個 struct 類型或是 union 類型成 NSValue 對象,可以使用這個屬性:

typedef struct __attribute__((objc_boxable)) {
 CGFloat x, y, width, height;
} XXRect;

這樣一來刨晴,XXRect 就具備被 box 的能力:

CGRect rect1 = {1, 2, 3, 4};
NSValue *value1 = @(rect1); // <--- Compile Error
XXRect rect2 = {1, 2, 3, 4};
NSValue *value2 = @(rect2); // √

constructor / destructor

顧名思義屉来,構(gòu)造器和析構(gòu)器,加上這兩個屬性的函數(shù)會在分別在可執(zhí)行文件(或 shared library)loadunload 時被調(diào)用狈癞,可以理解為在 main() 函數(shù)調(diào)用前和 return 后執(zhí)行:

__attribute__((constructor))
static void beforeMain(void) {
 NSLog(@"beforeMain");
}
__attribute__((destructor))
static void afterMain(void) {
 NSLog(@"afterMain");
}
int main(int argc, const char * argv[]) {
 NSLog(@"main");
 return 0;
}

// Console:
// "beforeMain" -> "main" -> "afterMain"

constructor 和 +load 都是在 main 函數(shù)執(zhí)行前調(diào)用茄靠,但 +load 比 constructor 更加早一丟丟,因為 dyld(動態(tài)鏈接器蝶桶,程序的最初起點)在加載 image(可以理解成 Mach-O 文件)時會先通知 objc runtime 去加載其中所有的類慨绳,每加載一個類時,它的 +load 隨之調(diào)用真竖,全部加載完成后脐雪,dyld 才會調(diào)用這個 image 中所有的 constructor 方法。

所以 constructor 是一個干壞事的絕佳時機:

  1. 所有 Class 都已經(jīng)加載完成
  2. main 函數(shù)還未執(zhí)行
  3. 無需像 +load 還得掛載在一個 Class 中

FDStackViewFDStackViewPatchEntry 方法便是使用的這個時機來實現(xiàn)偷天換日的伎倆恢共。

PS:若有多個 constructor 且想控制優(yōu)先級的話战秋,可以寫成 __attribute__((constructor(101))),里面的數(shù)字越小優(yōu)先級越高讨韭,1 ~ 100 為系統(tǒng)保留脂信。

enable_if

這個屬性只能用在 C 函數(shù)上癣蟋,可以用來實現(xiàn)參數(shù)的靜態(tài)檢查

static void printValidAge(int age)
__attribute__((enable_if(age > 0 && age < 120, "你丫火星人?"))) {
 printf("%d", age);
}

它表示調(diào)用這個函數(shù)時必須滿足 age > 0 && age < 120 才被允許狰闪,于是乎:

printValidAge(26); // √
printValidAge(150); // <--- Compile Error
printValidAge(-1); // <--- Compile Error

cleanup

聲明到一個變量上疯搅,當這個變量作用域結(jié)束時,調(diào)用指定的一個函數(shù)埋泵,Reactive Cocoa 用這個特性實現(xiàn)了神奇的 @onExit幔欧,關(guān)于這個 attribute,在之前的文章中有介紹秋泄,傳送門琐馆。

overloadable

用于 C 函數(shù),可以定義若干個函數(shù)名相同恒序,但參數(shù)不同的方法,調(diào)用時編譯器會自動根據(jù)參數(shù)選擇函數(shù)原型:

__attribute__((overloadable)) void logAnything(id obj) {
 NSLog(@"%@", obj);
}
__attribute__((overloadable)) void logAnything(int number) {
 NSLog(@"%@", @(number));
}
__attribute__((overloadable)) void logAnything(CGRect rect) {
 NSLog(@"%@", NSStringFromCGRect(rect));
}
// Tests
logAnything(@[@"1", @"2"]);
logAnything(233);
logAnything(CGRectMake(1, 2, 3, 4));

objc_runtime_name

用于 @interface@protocol谁撼,將類或協(xié)議的名字在編譯時指定成另一個:

__attribute__((objc_runtime_name("SarkGay")))
@interface Sark : NSObject
@end

NSLog(@"%@", NSStringFromClass([Sark class])); // "SarkGay"

所有直接使用這個類名的地方都會被替換(唯一要注意的是這時用反射就不對了)歧胁,最簡單粗暴的用處就是去做個類名混淆:

__attribute__((objc_runtime_name("40ea43d7629d01e4b8d6289a132482d0dd5df4fa")))
@interface SecretClass : NSObject
@end

還能用數(shù)字開頭,怕不怕 - -厉碟,假如寫個腳本把每個類前加個隨機生成的 objc_runtime_name喊巍,豈不是最最精簡版的代碼混淆就完成了呢…

它是我所了解的唯一一個對 objc 運行時類結(jié)構(gòu)有影響的 attribute,通過編碼類名可以在編譯時注入一些信息箍鼓,被帶到運行時之后崭参,再反解出來,這就相當于開設了一條秘密通道款咖,打通了寫碼時和運行時何暮。腦洞一下,假如把這個 attribute 定義成宏铐殃,以 annotation 的形式完成某些功能海洼,比如:

// @singleton 包裹了 __attribute__((objc_runtime_name(...)))
// 將類名改名成 "SINGLETON_Sark_sharedInstance"
@singleton(Sark, sharedInstance)
@interface Sark : NSObject
+ (instancetype)sharedInstance;
@end

在運行時用 __attribute__((constructor)) 獲取入口時機,用 runtime 找到這個類富腊,反解出 “sharedInstance” 這個 selector 信息坏逢,動態(tài)將 + alloc- init 等方法替換赘被,返回 + sharedInstance 單例是整。

References

http://llvm.org/releases/3.8.0/tools/clang/docs/AttributeReference.html
http://clang-analyzer.llvm.org/annotations.html

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