怎樣讓1+1=3？

  • 2019 年 10 月 3 日
  • 筆記

如下所示的是一個.NET程式。我們在這段程式中定義了一個作整數加法運算的Add方法，但是我希望將針對這個方法的調用轉移到另一個Add2方法上，為此我定義了一個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);  }

從如下所示的輸出可以看出：雖然源程式我們調用的是Add方法，實際上最終的調用被轉移到Add2方法上。

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我們知道通過C#編寫的.NET程式在編譯後會轉化成IL Code，在運行時以及時編譯的方式轉化成機器指令。如果想「篡改」某個方法的實現，要麼在JIT之前改變IL程式碼，要麼直接修改最終的機器指令。Override方法採用的是第二種解決方案，如下所示的該方法的實現，基本的思路就是將將原方法的機器指令修改為JUMP（對應x86二進位為0xE9）指令實現向目標方法的跳轉。

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);  }

這個方式有時候會很有用，我最近應用的場景是希望篡改.NET Core應用中針對IHostEnvironment的如下三個擴展方法的實現，因為我們的部署環境並沒有按照默認的命名約定（Development、Staging和Production）這樣導致了這三個方法返回錯誤的結果。但是IsDevelopment方法的返回結果在.NET Core服務承載系統中很重要，所以不得不篡改它的實現邏輯。

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";  }

從某種意義上講，這也體現了.NET Core Hosting System在設計上的一個問題，希望在以後的版本中能夠解決這個問題。

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