Android开发学习之路--插件化基础动态代理Hook
2018-02-25 10:18
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插件化中需要使用到hook技术,这里先了解下hook技术,以方便继续看代码,既然是代理,那就先来了解下代理设计模式吧。
再看下其实现类:
测试下
最后运行结果:
测试例子:
运行结果:
测试例子:
运行结果:
通过JDK动态代理,我们实现了需求。
Hook的基本的方法就是通过hook“接触”到需要修改的api函数入口点,改变它的地址指向新的自定义的函数。在Android开发中,我们同样能利用Hook的原理让系统某些方法运行时调用的是我们定义的方法,从而满足我们的要求。
一般的Hook 的选择点是静态变量和单例,因为一旦创建对象,它们不容易变化,非常容易定位。
Hook 过程是寻找 Hook 点,原则是静态变量或者单例对象,尽量 Hook public 的对象和方法。选择合适的代理方式,如果是接口可以用动态代理,也可以自己写静态代理替换原始对象。
不难发现最终是通过调用ActivityThread类中的mInstrumentation成员的execStartActivity方法。
接着我们通过反射来获取:
在VAInstrumentation中复写了execStartActivity,加了一行log信息,然后继续调用系统真实的realExecStartActivity方法。
然后我们再调用startActivity启动另一个Activity看下log信息:
调用了我们自己的代理类了,已经被hook了,之后就可以做很多其他事情了,比如Activity必须要在AndroidManifest中注册,而插件化的时候是不可能预先知道插件中的Activity的,可以通过hook,占坑等来实现,这个后续再来实现下,基本上插件化的hook机制相信都能明白了。
github源码:https://github.com/eastmoon1117/StudyTestCase/tree/master/VirtualAppDemo
1 代理
代理,或者称为 Proxy ,简单理解就是事情我不用去做,由其他人来替我完成。1.1 无代理
通过例子来学习下,首先一个接口Human,有两个方法,一个是吃饭,一个上厕所public interface Human { void eat(String something); void toilet(); }
再看下其实现类:
public class HumanImpl implements Human { @Override public void eat(String something) { Log.d("HumanImpl", "Eat "+something); } @Override public void toilet() { Log.d("HumanImpl", "toilet"); } }
测试下
public static void NoProxy() { Human human = new HumanImpl(); human.eat("rice"); }
最后运行结果:
HumanImpl: Eat rice
1.2 静态代理
我们在吃法和上厕所前都要洗手,那么实现一个静态代理类在Human实现类基础上加上洗手。public class StaticEatProxy implements Human { @Override public void eat(String something) { HumanImpl human = new HumanImpl(); wash(); human.eat(something); wipeMouth(); } @Override public void toilet() { HumanImpl human = new HumanImpl(); wash(); human.toilet(); wash(); } void wash() { Log.d("StaticEatProxy", "Wash Hands"); } void wipeMouth() { Log.d("StaticEatProxy", "Wipe Mouth"); } }
测试例子:
public static void StaticProxy() { Human human = new StaticEatProxy(); human.eat("rice"); }
运行结果:
StaticEatProxy: Wash Hands HumanImpl: Eat rice StaticEatProxy: Wipe Mouth
1.3 JDK动态代理
在吃饭和上厕所前都要洗手,那不是每个都要写一遍,如果还有其他的比如玩泥巴后洗手等等,那得写多少遍,这个时候可以用动态代理。来实现下:public class DynamicEatProxy implements InvocationHandler { private Object object; public DynamicEatProxy(Object T) { object = T; } @Override public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { wash(); Object returnValue = method.invoke(object, args);//真正调用的方法,object是之前传进来的具体实例,args是接口所需要的方法参数 return returnValue; } void wash() { Log.d("DynamicEatProxy", "Wash Hands"); } }
测试例子:
public static void DynamicProxy() { HumanImpl human = new HumanImpl(); DynamicEatProxy action = new DynamicEatProxy(human); ClassLoader loader = human.getClass().getClassLoader(); Class[] interfaces = human.getClass().getInterfaces(); Object proxy = Proxy.newProxyInstance(loader, interfaces, action); Human humanProxy = (Human)proxy;//将proxy代理转为Human接口类进行Human接口内方法的调用 humanProxy.eat("rice"); humanProxy.toilet(); }
运行结果:
DynamicEatProxy: Wash Hands HumanImpl: Eat rice DynamicEatProxy: Wash Hands HumanImpl: toilet
通过JDK动态代理,我们实现了需求。
2 Hook技术
Hook英文翻译为“钩子”,而钩子就是在事件传送到终点前截获并监控事件的传输,像个钩子钩上事件一样,并且能够在钩上事件时,处理一些自己特定的事件,简单来说就是当我们开发过程中某些API不能满足我们的要求时,我们就得去修改某些api,使之能满足我们的要求。Hook的基本的方法就是通过hook“接触”到需要修改的api函数入口点,改变它的地址指向新的自定义的函数。在Android开发中,我们同样能利用Hook的原理让系统某些方法运行时调用的是我们定义的方法,从而满足我们的要求。
一般的Hook 的选择点是静态变量和单例,因为一旦创建对象,它们不容易变化,非常容易定位。
Hook 过程是寻找 Hook 点,原则是静态变量或者单例对象,尽量 Hook public 的对象和方法。选择合适的代理方式,如果是接口可以用动态代理,也可以自己写静态代理替换原始对象。
3 Hook掉startActivity
有了以上基础,接着我们可以开始Hook掉startActivity方法,这里参考了VitrualApk的源码。3.1 startActivity源码
Context.startActivity只是接口,其实现类是ContextImpl,具体代码如下:@Override public void startActivity(Intent intent, Bundle options) { warnIfCallingFromSystemProcess(); // Calling start activity from outside an activity without FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK is // generally not allowed, except if the caller specifies the task id the activity should // be launched in. if ((intent.getFlags()&Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK) == 0 && options != null && ActivityOptions.fromBundle(options).getLaunchTaskId() == -1) { throw new AndroidRuntimeException( "Calling startActivity() from outside of an Activity " + " context requires the FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK flag." + " Is this really what you want?"); } mMainThread.getInstrumentation().execStartActivity( getOuterContext(), mMainThread.getApplicationThread(), null, (Activity) null, intent, -1, options); }
不难发现最终是通过调用ActivityThread类中的mInstrumentation成员的execStartActivity方法。
3.2 获取ActivityThread对象
可以看到sCurrentActivityThread是一个静态变量,主线程又只有一个,只要获取了这个ActivityThread,修改其mInstrumentation对象为代理的对象,那么就可以hook了。private static volatile ActivityThread sCurrentActivityThread;
接着我们通过反射来获取:
try { Class<?> activityThreadClazz = Class.forName("android.app.ActivityThread"); Object activityThread = null; try { activityThread = ReflectUtil.getField(activityThreadClazz, null, "sCurrentActivityThread"); } catch (Exception e) { // ignored }
3.3 获取mInstrumentation对象
获取到sCurrentActivityThread后就可以通过getInstrumentation方法获取mInstrumentation,同样通过反射:try { sInstrumentation = (Instrumentation) ReflectUtil.invoke( sActivityThread.getClass(), sActivityThread, "getInstrumentation"); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }
3.4 创建代理的VAInstrumentation
接着我们创建自己的VAInstrumentation来替换mInstrumentation对象,由于mInstrumentation是类不是接口,不能用动态代理,这里写一个静态的代理类来覆盖原方法。public class VAInstrumentation extends Instrumentation { public static final String TAG = "VAInstrumentation"; private Instrumentation mBase; public VAInstrumentation(Instrumentation base) { this.mBase = base; } public ActivityResult execStartActivity( Context who, IBinder contextThread, IBinder token, Activity target, Intent intent, int requestCode, Bundle options) { /** * 启动Activity的时候会调用到这里 */ Log.d(TAG, "====== This is hook startActivity by eastmoon! ======="); ActivityResult result = realExecStartActivity(who, contextThread, token, target, intent, requestCode, options); return result; } private ActivityResult realExecStartActivity( Context who, IBinder contextThread, IBinder token, Activity target, Intent intent, int requestCode, Bundle options) { ActivityResult result = null; try { Class[] parameterTypes = {Context.class, IBinder.class, IBinder.class, Activity.class, Intent.class, int.class, Bundle.class}; result = (ActivityResult)ReflectUtil.invoke(Instrumentation.class, mBase, "execStartActivity", parameterTypes, who, contextThread, token, target, intent, requestCode, options); } catch (Exception e) { if (e.getCause() instanceof ActivityNotFoundException) { throw (ActivityNotFoundException) e.getCause(); } e.printStackTrace(); } return result; } }
在VAInstrumentation中复写了execStartActivity,加了一行log信息,然后继续调用系统真实的realExecStartActivity方法。
3.5 设置instrumentation为我们代理的对象
最后我们把创建的代理替换下:/** * 创建代理VAInstrumentation */ final VAInstrumentation instrumentation = new VAInstrumentation(baseInstrumentation); /** * 获取当前activityThread对象 */ Object activityThread = ReflectUtil.getActivityThread(base); /** * 设置instrumentation为我们代理的对象 */ ReflectUtil.setInstrumentation(activityThread, instrumentation);
然后我们再调用startActivity启动另一个Activity看下log信息:
02-24 14:13:39.162 7209-7209/com.jared.virtualappdemo D/ViewRootImpl: ViewPostImeInputStage ACTION_DOWN 02-24 14:13:39.382 7209-7209/com.jared.virtualappdemo D/VAInstrumentation: ====== This is hook startActivity by eastmoon! ======= 02-24 14:13:39.382 7209-7209/com.jared.virtualappdemo I/Timeline: Timeline: Activity_launch_request id:com.jared.virtualappdemo time:1900491538 02-24 14:13:39.443 7209-7209/com.jared.virtualappdemo D/Activity: performCreate Call secproduct feature valuefalse 02-24 14:13:39.453 7209-7209/com.jared.virtualappdemo D/Activity: performCreate Call debug elastic valuetrue 02-24 14:13:39.553 7209-7209/com.jared.virtualappdemo I/Timeline: Timeline: Activity_idle id: android.os.BinderProxy@15d76d41 time:1900491707 02-24 14:13:39.953 7209-7209/com.jared.virtualappdemo V/ActivityThread: updateVisibility : ActivityRecord{3a54776a token=android.os.BinderProxy@21031155 {com.jared.virtualappdemo/com.jared.virtualappdemo.MainActivity}} show : false
调用了我们自己的代理类了,已经被hook了,之后就可以做很多其他事情了,比如Activity必须要在AndroidManifest中注册,而插件化的时候是不可能预先知道插件中的Activity的,可以通过hook,占坑等来实现,这个后续再来实现下,基本上插件化的hook机制相信都能明白了。
github源码:https://github.com/eastmoon1117/StudyTestCase/tree/master/VirtualAppDemo
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