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# macOS GCD - Grand Central Dispatch
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</details>
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## 基本信息
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**Grand Central Dispatch (GCD)**，也称为**libdispatch**，在macOS和iOS中都可用。这是由Apple开发的技术，用于优化应用程序在多核硬件上的并发（多线程）执行支持。
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**GCD**提供并管理**FIFO队列**，您的应用程序可以将**任务**以**块对象**的形式**提交**到这些队列中。提交到调度队列的块会在系统完全管理的线程池上**执行**。GCD会自动为在调度队列中执行任务创建线程，并安排这些任务在可用核心上运行。
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{% hint style="success" %}
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简而言之，为了**并行执行**代码，进程可以将**代码块发送到GCD**，GCD将负责执行这些代码。因此，进程不会创建新线程；**GCD使用自己的线程池执行给定的代码**。
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{% endhint %}
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这对成功管理并行执行非常有帮助，大大减少了进程创建的线程数量，并优化了并行执行。这对于需要**大量并行性**（暴力破解？）的任务或不应阻塞主线程的任务非常有用：例如，在iOS上，主线程处理UI交互，因此通过这种方式管理任何可能使应用程序挂起的其他功能（搜索、访问网页、读取文件等）。
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## Objective-C
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在Objective-C中，有不同的函数可用于发送一个块以并行执行：
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- [**dispatch\_async**](https://developer.apple.com/documentation/dispatch/1453057-dispatch\_async)：将一个块提交到调度队列以进行异步执行，并立即返回。
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- [**dispatch\_sync**](https://developer.apple.com/documentation/dispatch/1452870-dispatch\_sync)：提交一个块对象以执行，并在该块完成执行后返回。
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- [**dispatch\_once**](https://developer.apple.com/documentation/dispatch/1447169-dispatch\_once)：仅在应用程序的生命周期中执行一次块对象。
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- [**dispatch\_async\_and\_wait**](https://developer.apple.com/documentation/dispatch/3191901-dispatch\_async\_and\_wait)：提交一个工作项以执行，并仅在其完成执行后返回。与[**`dispatch_sync`**](https://developer.apple.com/documentation/dispatch/1452870-dispatch\_sync)不同，此函数在执行块时尊重队列的所有属性。
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这些函数期望这些参数：[**`dispatch_queue_t`**](https://developer.apple.com/documentation/dispatch/dispatch\_queue\_t) **`queue,`** [**`dispatch_block_t`**](https://developer.apple.com/documentation/dispatch/dispatch\_block\_t) **`block`**
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这是一个**块的结构**：
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```c
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struct Block {
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void *isa; // NSConcreteStackBlock,...
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int flags;
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int reserved;
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void *invoke;
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struct BlockDescriptor *descriptor;
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// captured variables go here
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};
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```
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这是一个使用**并行处理**和**`dispatch_async`**的示例：
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```objectivec
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#import <Foundation/Foundation.h>
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// Define a block
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void (^backgroundTask)(void) = ^{
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// Code to be executed in the background
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for (int i = 0; i < 10; i++) {
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NSLog(@"Background task %d", i);
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sleep(1); // Simulate a long-running task
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}
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};
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int main(int argc, const char * argv[]) {
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@autoreleasepool {
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// Create a dispatch queue
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dispatch_queue_t backgroundQueue = dispatch_queue_create("com.example.backgroundQueue", NULL);
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// Submit the block to the queue for asynchronous execution
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dispatch_async(backgroundQueue, backgroundTask);
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// Continue with other work on the main queue or thread
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for (int i = 0; i < 10; i++) {
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NSLog(@"Main task %d", i);
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sleep(1); // Simulate a long-running task
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}
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}
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return 0;
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}
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```
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## Swift
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**`libswiftDispatch`** 是一个库，为 Grand Central Dispatch (GCD) 框架提供了 **Swift 绑定**，该框架最初是用 C 编写的。\
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**`libswiftDispatch`** 库将 C GCD API 封装在一个更适合 Swift 的接口中，使得 Swift 开发人员更容易更直观地使用 GCD。
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* **`DispatchQueue.global().sync{ ... }`**
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* **`DispatchQueue.global().async{ ... }`**
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* **`let onceToken = DispatchOnce(); onceToken.perform { ... }`**
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* **`async await`**
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* **`var (data, response) = await URLSession.shared.data(from: URL(string: "https://api.example.com/getData"))`**
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**代码示例**：
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```swift
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import Foundation
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// Define a closure (the Swift equivalent of a block)
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let backgroundTask: () -> Void = {
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for i in 0..<10 {
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print("Background task \(i)")
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sleep(1) // Simulate a long-running task
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}
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}
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// Entry point
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autoreleasepool {
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// Create a dispatch queue
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let backgroundQueue = DispatchQueue(label: "com.example.backgroundQueue")
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// Submit the closure to the queue for asynchronous execution
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backgroundQueue.async(execute: backgroundTask)
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||
// Continue with other work on the main queue
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for i in 0..<10 {
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||
print("Main task \(i)")
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sleep(1) // Simulate a long-running task
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}
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}
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```
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## Frida
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以下Frida脚本可用于**钩入多个`dispatch`函数并提取队列名称、回溯和块：**[**https://github.com/seemoo-lab/frida-scripts/blob/main/scripts/libdispatch.js**](https://github.com/seemoo-lab/frida-scripts/blob/main/scripts/libdispatch.js)
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```bash
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frida -U <prog_name> -l libdispatch.js
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dispatch_sync
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Calling queue: com.apple.UIKit._UIReusePool.reuseSetAccess
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Callback function: 0x19e3a6488 UIKitCore!__26-[_UIReusePool addObject:]_block_invoke
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Backtrace:
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0x19e3a6460 UIKitCore!-[_UIReusePool addObject:]
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0x19e3a5db8 UIKitCore!-[UIGraphicsRenderer _enqueueContextForReuse:]
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0x19e3a57fc UIKitCore!+[UIGraphicsRenderer _destroyCGContext:withRenderer:]
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[...]
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```
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## Ghidra
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目前 Ghidra 无法理解 ObjectiveC **`dispatch_block_t`** 结构，也无法理解 **`swift_dispatch_block`** 结构。
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因此，如果你希望它能够理解它们，你可以简单地 **声明它们**：
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<figure><img src="../../.gitbook/assets/image (688).png" alt="" width="563"><figcaption></figcaption></figure>
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<figure><img src="../../.gitbook/assets/image (690).png" alt="" width="563"><figcaption></figcaption></figure>
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<figure><img src="../../.gitbook/assets/image (691).png" alt="" width="563"><figcaption></figcaption></figure>
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然后，在代码中找到它们被 **使用** 的地方：
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{% hint style="success" %}
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注意所有提到 "block" 的引用，以了解如何找出该结构体正在被使用的方式。
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{% endhint %}
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<figure><img src="../../.gitbook/assets/image (692).png" alt="" width="563"><figcaption></figcaption></figure>
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右键点击变量 -> 重新定义变量，然后选择这种情况下的 **`swift_dispatch_block`**：
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<figure><img src="../../.gitbook/assets/image (693).png" alt="" width="563"><figcaption></figcaption></figure>
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Ghidra 将自动重写所有内容：
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<figure><img src="../../.gitbook/assets/image (694).png" alt="" width="563"><figcaption></figcaption></figure>
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