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實例方法和靜態(tài)方法有區(qū)別嗎?對于很多人來說,這是一個愚蠢的問題。因為我們都知道它們的區(qū)別,實例方法作用于某個具體的上下文對象,該上下文對象可以利用this關鍵字獲得;靜態(tài)方法則是定義在某個類型中,不存在上下文對象的概念。但是如果我們從函數(shù)的角度來看的話,不論是靜態(tài)方法還是實例方法都是一個用于處理輸入?yún)?shù)的操作,貌似又沒有什么區(qū)別。
以如下這個用于封裝一個整數(shù)的IntValue類型為例,它具有兩個AsInt32方法,實例方法返回當前InValue對象的_value字段;靜態(tài)方法將IntValue對象作為參數(shù),返回該對象的_value字段。我們的問題是:這兩個AsInt32方法有分別嗎?
var target = new IntValue(123);target.AsInt32();IntValue.AsInt32(target);public class IntValue{ private readonly int _value; public IntValue(int value) => _value = value; public int AsInt32() => _value; public static int AsInt32(IntValue value) => value._value;}
我們從IL的視角來看這兩個方法的聲明和實現(xiàn)。如下面的代碼片段所示,從方法聲明來看,實例方法AsInt32和靜態(tài)方法AsInt32確實不同,但是它們的實現(xiàn)卻完全一致。方法涉及三個IL指令:ldarg.0提取第1個參數(shù)壓入棧中,具體入棧的是指向IntValue對象的地址;目標IntValue對象的_value字段通過ldfld指令被加載,最終通過ret指令作為結(jié)果返回。實例方法也好,靜態(tài)方法也罷,它們都被視為的普通函數(shù)。韓式只有輸入和輸出,并不存在所謂的上下文對象(this)。
.method public hidebysiginstanceint32 AsInt32 () cil managed{// Method begins at RVA 0x2178// Header size: 1// Code size: 7 (0x7).maxstack 8// return _value;IL_0000: ldarg.0IL_0001: ldfld int32 IntValue::_valueIL_0006: ret} // end of method IntValue::AsInt32
.method public hidebysig staticint32 AsInt32 (class IntValue "value") cil managed{.custom instance void System.Runtime.CompilerServices.NullableContextAttribute::.ctor(uint8) = (01 00 01 00 00)// Method begins at RVA 0x2180// Header size: 1// Code size: 7 (0x7).maxstack 8// return value._value;IL_0000: ldarg.0IL_0001: ldfld int32 IntValue::_valueIL_0006: ret} // end of method IntValue::AsInt32
實例方法實際上將目標對象作為它的第一個參數(shù),這與顯式將目標對象作為第一個參數(shù)的靜態(tài)方法并沒有本質(zhì)的區(qū)別,所以調(diào)用它們的IL代碼也一樣。如下所示的就是上面C#針對這兩個方法的調(diào)用轉(zhuǎn)換生成的IL代碼。
.method private hidebysig staticvoid "$" (string[] args) cil managed{// Method begins at RVA 0x213c// Header size: 12// Code size: 23 (0x17).maxstack 1.entrypoint.locals init ([0] class IntValue target)// IntValue intValue = new IntValue(123);IL_0000: ldc.i4.s 123IL_0002: newobj instance void IntValue::.ctor(int32)IL_0007: stloc.0// intValue.AsInt32();IL_0008: ldloc.0IL_0009: callvirt instance int32 IntValue::AsInt32()IL_000e: pop// IntValue.AsInt32(intValue);IL_000f: ldloc.0IL_0010: call int32 IntValue::AsInt32(class IntValue)IL_0015: pop// }IL_0016: ret} // end of method Program::" $"
由于實例方法和靜態(tài)方法的“無差異性”,我們可以使用一些Hijack的方式“篡改”現(xiàn)有某個類型的實例方法。比如我們在IntValue類型(可以定義任意類型中)中定義了一個總是返回int.MaxValue的AlwaysMaxValue方法。在演示程序中,我們通過調(diào)用Hijack方法將IntValue的實例方法AsInt32“替換”這個AlwaysMaxValue方法。
var target = new IntValue(123);Hijack(()=>target.AsInt32(), () => IntValue.AlwaysMaxValue(null!));Debug.Assert(target.AsInt32() == int.MaxValue);public class IntValue{ private readonly int _value; public IntValue(int value) => _value = value; public int AsInt32() => _value; public static int AsInt32(IntValue value) => value._value; public static int AlwaysMaxValue(IntValue _) => int.MaxValue;}
如下所示的就是這個Hijack方法的定義。它的兩個方法表示調(diào)用原始方法和篡改方法的表達式,我們利用它們得到對應的MethodInfo對象。我們利用MethodHandle得到方法句柄,并進一步利用GetFunctionPointer方法得到具體的指針地址。有了這兩個地址,我們就可以計算出它們之間的偏移量,然后利用Marshal.Copy方法“篡改”了原始方法的指令。具體來說,我們將原始方法的初始指令改為跳轉(zhuǎn)指令JUMP,通過設置的偏移量跳轉(zhuǎn)到新的方法。
static void Hijack(ExpressionoriginalCall, Expression targetCall){ var originalMethod = ((MethodCallExpression)originalCall.Body).Method; var targetMethod = ((MethodCallExpression)targetCall.Body).Method; RuntimeHelpers.PrepareMethod(originalMethod.MethodHandle); RuntimeHelpers.PrepareMethod(targetMethod.MethodHandle); var sourceAddress = originalMethod.MethodHandle.GetFunctionPointer(); var targetAddress = (long)targetMethod.MethodHandle.GetFunctionPointer(); int offset = (int)(targetAddress - (long)sourceAddress - 5); byte[] instruction = { 0xE9, // JUMP (byte)(offset & 0xFF), (byte)((offset >> 8) & 0xFF), (byte)((offset >> 16) & 0xFF), (byte)((offset >> 24) & 0xFF) }; Marshal.Copy(instruction, 0, sourceAddress, instruction.Length);}
關鍵詞:
質(zhì)檢
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