怎样让1+1=3?

如下所示的是一个.NET程序。我们在这段程序中定义了一个作整数加法运算的Add方法,但是我希望将针对这个方法的调用转移到另一个Add2方法上,为此我定义了一个Override方法。

class Program
{
    static void Main()
    {
        Override(() => Add(default, default), () => Add2(default, default));
        Console.WriteLine($"Add(1, 1) == {Add(1, 1)}");
        Console.ReadLine();
    }

    public static int Add(int x, int y) => x + y;
    public static int Add2(int x, int y) => x + y + 1;
    public static void Override(Expression<Action> originalCall, Expression<Action> targetCall);
}

从如下所示的输出可以看出:虽然源程序我们调用的是Add方法,实际上最终的调用被转移到Add2方法上。

image

我们知道通过C#编写的.NET程序在编译后会转化成IL Code,在运行时以及时编译的方式转化成机器指令。如果想“篡改”某个方法的实现,要么在JIT之前改变IL代码,要么直接修改最终的机器指令。Override方法采用的是第二种解决方案,如下所示的该方法的实现,基本的思路就是将将原方法的机器指令修改为JUMP(对应x86二进制为0xE9)指令实现向目标方法的跳转。

public static void Override(Expression<Action> originalCall, Expression<Action> 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 - 4 - 1); 

    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);
}

这个方式有时候会很有用,我最近应用的场景是希望篡改.NET Core应用中针对IHostEnvironment的如下三个扩展方法的实现,因为我们的部署环境并没有按照默认的命名约定(Development、Staging和Production)这样导致了这三个方法返回错误的结果。但是IsDevelopment方法的返回结果在.NET Core服务承载系统中很重要,所以不得不篡改它的实现逻辑。

public static class HostEnvironmentEnvExtensions
{
    public static bool IsDevelopment(this IHostEnvironment hostEnvironment)
    =>hostEnvironment.IsEnvironment(Environments.Development);

    public static bool IsProduction(this IHostEnvironment hostEnvironment)
    =>hostEnvironment.IsEnvironment(Environments.Production);

    public static bool IsStaging(this IHostEnvironment hostEnvironment)
    =>hostEnvironment.IsEnvironment(Environments.Staging);
}

public static class Environments
{
    public static readonly string Development = "Development";
    public static readonly string Production = "Production";
    public static readonly string Staging = "Staging";
}

从某种意义上讲,这也体现了.NET Core Hosting System在设计上的一个问题,希望在以后的版本中能够解决这个问题。

posted @ 2019-08-14 20:43  Artech  阅读(3937)  评论(17编辑  收藏