.NET外挂系列:2. 了解强大的 harmony 注解特性

一:背景

1. 讲故事

上一篇我们简单的聊了下harmony外挂的基本玩法,让大家宏观上感受到了外挂在 .NET高级调试 领域的威力,这一篇我们从 注解特性 这个角度继续展开。

二:harmony 注解特性

1. HarmonyPatch 解读

在harmony支持的众多特性中,HarmonyPatch算是最基础的一个,注解特性简单来说就是harmony目标类 沟通的桥梁,为了让沟通更加简洁,harmony 提供了 20 个重载,参考如下:

 [AttributeUsage(AttributeTargets.Class | AttributeTargets.Method | AttributeTargets.Delegate, AllowMultiple = true)] public class HarmonyPatch : HarmonyAttribute {     public HarmonyPatch();     public HarmonyPatch(Type declaringType);     public HarmonyPatch(Type declaringType, Type[] argumentTypes);     public HarmonyPatch(Type declaringType, string methodName);     public HarmonyPatch(Type declaringType, string methodName, params Type[] argumentTypes);     public HarmonyPatch(Type declaringType, string methodName, Type[] argumentTypes, ArgumentType[] argumentVariations);     public HarmonyPatch(Type declaringType, MethodType methodType);     public HarmonyPatch(Type declaringType, MethodType methodType, params Type[] argumentTypes);     public HarmonyPatch(Type declaringType, MethodType methodType, Type[] argumentTypes, ArgumentType[] argumentVariations);     public HarmonyPatch(Type declaringType, string methodName, MethodType methodType);     public HarmonyPatch(string methodName);     public HarmonyPatch(string methodName, params Type[] argumentTypes);     public HarmonyPatch(string methodName, Type[] argumentTypes, ArgumentType[] argumentVariations);     public HarmonyPatch(string methodName, MethodType methodType);     public HarmonyPatch(MethodType methodType);     public HarmonyPatch(MethodType methodType, params Type[] argumentTypes);     public HarmonyPatch(MethodType methodType, Type[] argumentTypes, ArgumentType[] argumentVariations);     public HarmonyPatch(Type[] argumentTypes);     public HarmonyPatch(Type[] argumentTypes, ArgumentType[] argumentVariations);     public HarmonyPatch(string typeName, string methodName, MethodType methodType = MethodType.Normal); }  

上面的20个重载方法都是从各种角度灵活定位到 目标方法,基本上能覆盖95%的场景,非常的强大,接下来我们使用这些特性优化上一篇的案例,一个洞察为什么突然的线程暴涨,参考代码如下:

     internal class Program     {         static void Main(string[] args)         {             // 创建 Harmony 实例             var harmony = new Harmony("com.example.threadhook");              // 应用补丁             harmony.PatchAll();              Task.Factory.StartNew(() => { Test(); });              Console.ReadLine();         }          static void Test()         {             // 测试线程             var thread = new Thread(() => Console.WriteLine("线程正在运行"));             thread.Start();         }     }      [HarmonyPatch(typeof(Thread), "Start", new Type[] { })]     public class ThreadStartHook     {         // 前缀补丁 - 在原始方法执行前运行         public static void Prefix(Thread __instance)         {             Console.WriteLine("----------------------------");             Console.WriteLine($"即将启动线程: {__instance.ManagedThreadId}");             Console.WriteLine(Environment.StackTrace);             Console.WriteLine("----------------------------");         }     }  

三:案例优化

1. 如何实现多Start监控

上面的例子只是对 无参Start 进行的监控,可能会漏掉那些 有参Start 的情况,所以保守起见新增一个监控,代码如下:

     [HarmonyPatch(typeof(Thread), "Start", new Type[] { })]     public class ThreadStartHook     {         // 前缀补丁 - 在原始方法执行前运行         public static void Prefix(Thread __instance)         {             Console.WriteLine("----------------------------");             Console.WriteLine($"即将启动线程: {__instance.ManagedThreadId}");             Console.WriteLine(Environment.StackTrace);             Console.WriteLine("----------------------------");         }     }      [HarmonyPatch(typeof(Thread), "Start", new Type[] { typeof(object) })]     public class ThreadStartWithParamHook     {         // 前缀补丁 - 在原始方法执行前运行         public static void Prefix(Thread __instance)         {             Console.WriteLine("----------------------------");             Console.WriteLine($"即将启动线程: {__instance.ManagedThreadId}");             Console.WriteLine(Environment.StackTrace);             Console.WriteLine("----------------------------");         }     }  

为了对 Start(object) 监控,我新增了一个 ThreadStartWithParamHook 类,虽然可以实现,但代码显的有些凌乱和累赘,那如何优化呢?这时候就可以使用新的 HarmonyPrefix 特性以及利用 注解的层级特点 来解决问题,优化之后的代码如下:

     [HarmonyPatch(typeof(Thread), "Start")]     public class ThreadStartHook     {         [HarmonyPrefix]         [HarmonyPatch(new Type[] { })]         public static void Start(Thread __instance)         {             Console.WriteLine("----------------------------");             Console.WriteLine($"即将启动线程: {__instance.ManagedThreadId}");             Console.WriteLine(Environment.StackTrace);             Console.WriteLine("----------------------------");         }          [HarmonyPrefix]         [HarmonyPatch(new Type[] { typeof(object) })]         public static void StartWithParam(Thread __instance)         {             Console.WriteLine("----------------------------");             Console.WriteLine($"即将启动线程: {__instance.ManagedThreadId}");             Console.WriteLine(Environment.StackTrace);             Console.WriteLine("----------------------------");         }     }  

大家可以对比下代码,是不是好很多,这里稍微解释下:

  1. 我们将 [HarmonyPatch(typeof(Thread), "Start", new Type[] { typeof(object) })] 拆成了 [HarmonyPatch(typeof(Thread), "Start")] + [HarmonyPatch(new Type[] { })] 的模式,这就是层次性。

  2. 由于 Prefix 是 harmony 默认的前缀方法,如果不想用这个方法名,就必须使用 HarmonyPrefix 标注到你自定义的方法名上。

到这里可能有些人要反驳我,如果我的 Start 有10个重载,是不是也要对应的写10个hook方法?这样搞的话还是太麻烦了,有没有更加简洁的方式? 我要告诉你的是,肯定是可以的,你所焦虑的事情别人早就考虑到了,答案就是 harmony 在底层开了一个口子,让你通过自定义代码返回要 patch 的方法,参考代码如下:

     [HarmonyPatch]     public class ThreadStartHook     {         //harmony 开的口子,返回要注入的方法。         static IEnumerable<MethodBase> TargetMethods()         {             var methodlist = typeof(Thread).GetMethods()                                            .Where(method => method.Name.StartsWith("Start"))                                            .Cast<MethodBase>();             return methodlist;         }          public static void Prefix(Thread __instance, MethodBase __originalMethod)         {             var parameters = __originalMethod.GetParameters().Select(i => i.ParameterType.Name);              Console.WriteLine("----------------------------");             Console.WriteLine($"{__originalMethod.Name} ({string.Join(",", parameters)})");             Console.WriteLine(Environment.StackTrace);             Console.WriteLine("----------------------------");         }     }  

代码中的 TargetMethods 方法就像一把利剑一样,批量的注入Start方法,你也可以根据你的需要灵活筛选,最后上一张图,

.NET外挂系列:2. 了解强大的 harmony 注解特性

四:总结

通过不断的对 Thread.Start 方法进行注入优化,相信大家也感受到了harmony的异常强大,最后就是希望给训练营里的朋友一些思考和资料参考吧。
.NET外挂系列:2. 了解强大的 harmony 注解特性

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