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Android插件化开发之Hook StartActivity方法
2016-11-18 08:16:41         来源:chenyu  
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第一步、先爆项目demo照片,代码不多,不要怕

\

 

第二步、应该知道Java反射相关知识

如果不知道或者忘记的小伙伴请猛搓这里,Android插件化开发基础之Java反射机制研究 


 

第三步、应该知道Java静态代理知识

如果不知道或者忘记的小伙伴请猛搓这里,Android插件化开发基础之静态代理模式

第四部、应该知道Java动态代理知识

如果不知道或者忘记的小伙伴请猛搓这里,Android插件化开发基础之Java动态代理(proxy)机制的简单例子 

上面只有代码的解释,如果不是很清楚的小伙伴可以再去到网上搜一搜相关知识。

 

第五步、应该知道Android里面的ActivityThread类和Instrumentation类

如果不知道或者忘记的小伙伴请猛搓这里,Android插件化开发之AMS与应用程序(客户端ActivityThread、Instrumentation、Activity)

希望认真看,知道ActivityThread和Instrumentation是干嘛的,方便下面分析。


第六步、理解hook,并且分析源码

如果我们自己创建代理对象,然后把原始对象替换为我们的代理对象,那么就可以在这个代理对象为所欲为了;修改参数,替换返回值,我们称之为Hook。

接下来我们来实现Hook掉startActivity这个方法,当每次调用这个方法的时候来做我们需要做的事情,我这里之打印了一些信息,读者可以更具自己的需求来修改,

我们的目的是拦截startActivity方法,有点类是spring 里面AOP的思想。

 

1、hook一般在哪里hook?

首先分析我们需要hook哪些对象,也就是说我们要hook的地方,什么样的对象比较好Hook呢?一般是容易找到和不容易改变的对象,这思路就来了,不改变一般在我们类的里面单例对象是唯一对象,静态变量我们一般加上final static 修饰,有了final就不会改变,不变模式里面比如String类,里面就很多final,我们更加这些找到hook的地方。

 


2、我们hook startActivity,分析startActivity到底是怎么实现的

我们每次Context.startActivity,由于Context的实现实际上是ContextImpl来实现的,;我们看ConetxtImpl类的startActivity方法:

 

@Override
public void startActivity(Intent intent, Bundle options) {
    warnIfCallingFromSystemProcess();
    if ((intent.getFlags()&Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK) == 0) {
        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);
}

我们可以看到startActivity方法最后还是通过Instrumentation对象来执行execStartActivity来实现的,如果你认真看了《Android插件化开发之AMS与应用程序(客户端ActivityThread、Instrumentation、Activity)通信模型分析 》上面这篇博客,我们知道ActivityThread就是主线程,也就是我们常说的UI线程,可以去更新UI,一个进程只有一个主线程,我们可以在这里hook.
我们需要Hook掉我们的主线程对象,把主线程对象里面的mInstrumentation给替换成我们修改过的代理对象;要替换主线程对象里面的字段

1)首先我们得拿到主线程对象的引用,如何获取呢?ActivityThread类里面有一个静态方法currentActivityThread可以帮助我们拿到这个对象类;但是ActivityThread是一个隐藏类,我们需要用反射去获取,代码如下:

// 先获取到当前的ActivityThread对象
Class activityThreadClass = Class.forName("android.app.ActivityThread");
Method currentActivityThreadMethod = activityThreadClass.getDeclaredMethod("currentActivityThread");
currentActivityThreadMethod.setAccessible(true);
Object currentActivityThread = currentActivityThreadMethod.invoke(null);


2)拿到这个currentActivityThread之后,我们需要修改它的mInstrumentation这个字段为我们的代理对象,我们先实现这个代理对象,由于JDK动态代理只支持接口,而这个Instrumentation是一个类,我们可以手动写静态代理类,覆盖掉原始的方法,代码如下


package com.example.hookstartactivity;

import java.lang.reflect.Method;

import android.app.Activity;
import android.app.Instrumentation;
import android.app.Instrumentation.ActivityResult;
import android.content.Context;
import android.content.Intent;
import android.os.Bundle;
import android.os.IBinder;
import android.util.Log;


public class InstrumentationProxy extends Instrumentation {


	 public static final String TAG = "InstrumentationProxy";
	 public static final String EXEC_START_ACTIVITY = "execStartActivity";
	 
	 // ActivityThread里面原始的Instrumentation对象,这里千万不能写成mInstrumentation,这样写
	 //抛出异常,已亲测试,所以这个地方就要注意了
	 public Instrumentation oldInstrumentation;
     
	 //通过构造函数来传递对象
	 public InstrumentationProxy(Instrumentation mInstrumentation) {
		 oldInstrumentation = mInstrumentation;
	 }


	 //这个方法是由于原始方法里面的Instrumentation有execStartActivity方法来定的
	 public ActivityResult execStartActivity(Context who, IBinder contextThread, IBinder token, Activity target,
			 Intent intent, int requestCode, Bundle options) {
		 Log.d(TAG, "\n打印调用startActivity相关参数: \n" + "who = [" + who + "], " +
			  "\ncontextThread = [" + contextThread + "], \ntoken = [" + token + "], " +
	          "\ntarget = [" + target + "], \nintent = [" + intent +
	          "], \nrequestCode = [" + requestCode + "], \noptions = [" + options + "]");


		Log.i(TAG, "------------hook  success------------->");
		Log.i(TAG, "这里可以做你在打开StartActivity方法之前的事情");
		Log.i(TAG, "------------hook  success------------->");
		Log.i(TAG, "");
			
		//由于这个方法是隐藏的,所以需要反射来调用,先找到这方法
	    try {
	    	Method execStartActivity = Instrumentation.class.getDeclaredMethod(
	            	EXEC_START_ACTIVITY,
	                Context.class, IBinder.class, IBinder.class, Activity.class, 
	                Intent.class, int.class, Bundle.class);
	        execStartActivity.setAccessible(true);
	        return (ActivityResult) execStartActivity.invoke(oldInstrumentation, who, 
	                    contextThread, token, target, intent, requestCode, options);
	        } catch (Exception e) {
	        	//如果你在这个类的成员变量Instrumentation的实例写错mInstrument,代码讲会执行到这里来
	            throw new RuntimeException("if Instrumentation paramerter is mInstrumentation, hook will fail");
	        }
	 }
}


3)然后用代理对象替换,代码如下



package com.example.hookstartactivity;


import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;


import android.app.Application;
import android.app.Instrumentation;
import android.util.Log;


public class MyApplication extends Application {


	public static final String TAG = "MyApplication";
	public static final String ACTIVIT_THREAD = "android.app.ActivityThread";
	public static final String CURRENT_ACTIVITY_THREAD = "currentActivityThread";
	public static final String INSTRUMENTATION = "mInstrumentation";
	
	@Override
	public void onCreate() {
		try {
		     //这个方法一般是写在Application的oncreate函数里面,如果你写在activity里面的oncrate函数里面就已经晚了
		     attachContext();
		} catch (Exception e) {
		     e.printStackTrace();
		}
	}
	
	public static void attachContext() throws Exception{
		
	    //获取当前的ActivityThread对象
	    Class activityThreadClass = Class.forName(ACTIVIT_THREAD);
	    Method currentActivityThreadMethod = activityThreadClass.getDeclaredMethod(CURRENT_ACTIVITY_THREAD);
	    currentActivityThreadMethod.setAccessible(true);
	    Object currentActivityThread = currentActivityThreadMethod.invoke(null);


	    //拿到在ActivityThread类里面的原始mInstrumentation对象
	    Field mInstrumentationField = activityThreadClass.getDeclaredField(INSTRUMENTATION);
	    mInstrumentationField.setAccessible(true);
	    Instrumentation mInstrumentation = (Instrumentation) mInstrumentationField.get(currentActivityThread);


	    //构建我们的代理对象
	    Instrumentation evilInstrumentation = new InstrumentationProxy(mInstrumentation);
	    
	    //通过反射,换掉字段,注意,这里是反射的代码,不是Instrumentation里面的方法
	    mInstrumentationField.set(currentActivityThread, evilInstrumentation);
	    
	    //做个标记,方便后面查看
	    Log.i(TAG, "has go in MyApplication attachContext method");
	}
}

要注意这个替换要在Application里面的oncreate方法里面去执行,如果到Activity方法里面去执行的话就晚了,程序不会报错,但是hook不到。


然后我是在主页面写了一个按钮,点击来触发startActivity的。
MainActivity.java 文件如下


package com.example.hookstartactivity;


import android.content.Intent;
import android.os.Bundle;
import android.support.v7.app.ActionBarActivity;
import android.util.Log;
import android.view.Menu;
import android.view.MenuItem;
import android.view.View;
import android.view.View.OnClickListener;
import android.widget.TextView;


public class MainActivity extends ActionBarActivity {
    
	public static final String TAG  =  "MainActivity";
	public TextView tv;
	@Override
	protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
		super.onCreate(savedInstanceState);
		setContentView(R.layout.activity_main);
		tv = (TextView)findViewById(R.id.start);
		tv.setOnClickListener(new OnClickListener(){
			@Override
			public void onClick(View v) {
				try {
					Intent intent = new Intent(MainActivity.this, SecondActivity.class); 
					Bundle bundle = new Bundle();
					Log.i(TAG, "-------------------------------->");
					Log.i(TAG, "startActivity before");
					Log.i(TAG, "-------------------------------->");
					
					startActivity(intent, bundle);
					
					Log.i(TAG, "-------------------------------->");
					Log.i(TAG, "startActivity after");
					Log.i(TAG, "-------------------------------->");
				} catch (Exception e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
		} );
	}
}


跳转到的Second.java文件如下


package com.example.hookstartactivity;


import android.os.Bundle;
import android.support.v7.app.ActionBarActivity;


public class SecondActivity extends ActionBarActivity{
	
	@Override
	protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
		super.onCreate(savedInstanceState);
		setContentView(R.layout.activity_second);
	}
}

 

第七步、运行代码

启动项目在ubuntu终端打印的日志图片如下:

\

 

 

然后我点击图标调用startActivity方法后ubuntu终端打印的日志图片如下:

\

 

日志上面看到,hook success了

看到ubuntu终端日志打印,前面显示了类,方便通过日志找bug,我用的是pidcat,下载pidcat

然后在ubuntu上面运行

pidcat.py 包名

就可以非常方便看的日志找bug了。

 

第八步、总结

通过这篇日志,希望打击可以更好的理解hook、java反射、静态代理、动态代理、ActivityThread、Instrumentation

最后附上源码下载地址,需要的小伙伴请猛搓这里HookStartActivityDemo

 

 

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