DroidPlugin代码分析(一) 背景知识

前段时间360在github上公开了DroidPlugin的代码，工作中也正好要用到类似的技术，于是打算花点时间研究一下。

在开始之前，首先需要了解一个概念：Java动态代理。这是实现hook的一个关键技术，在代码里被大量运用。那么什么是Java动态代理呢？下面以一个小例子进行说明。

首先我们定义一个IFruit接口，里面只有一个方法，用来打印水果的名字：

public interface IFruit {
    /**
     * 打印水果的名字
     */
    void printName();
}

接下来写两个实现类，一个叫Apple，一个叫Banana：

public class Apple implements IFruit {
    private final static String TAG = Apple.class.getSimpleName();
    private static String mName = Apple.class.getSimpleName();
    @Override
    public void printName() {
        Log.d(TAG, "I am " + mName);
    }
}

public class Banana implements IFruit {
    private final static String TAG = Banana.class.getSimpleName();
    private static String mName = Banana.class.getSimpleName();
    @Override
    public void printName() {
        Log.d(TAG, "I am " + mName);
    }
}

写完了，这时候突然需求变了，要求在这句打印的上面和下面再各打印一行”##########”。

我们该怎么改，是不是直接去修改Apple和Banana类的实现呢？如果有100种水果是不是要改100次？另外，现在接口里只有一个方法，如果里面有50个方法，要求每个方法打印的前后都要加上一行”##########”，是不是每个水果都要改50遍？这简直是个噩梦。。。

幸好有Java动态代理可以完美解决这个问题。其实我们只要“劫持”或者叫“hook”住接口里每个方法的调用，在调用前和调用后各加上一行打印就可以了。

那么怎么“劫持”呢？首先写一个IFruitHook类，实现InvocationHandler接口。需要实现这个接口的invoke()方法：

public class IFruitHook implements InvocationHandler {
    private final static String TAG = IFruitHook.class.getSimpleName();
    private Object mHookedObj;

    public IFruitHook(Object hookedObj) {
        mHookedObj = hookedObj;
    }

    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
        Log.d(TAG, "##########");
        Object result = method.invoke(mHookedObj, args);
        Log.d(TAG, "##########");

        return result;
    }
}

可以看到，我们在接口每个方法调用的前后各加了一行打印。

接下来我们写一个方法获取代理对象，返回的接口还是IFruit，但是调用接口方法的时候就会调进上面那段代码了：

    private IFruit getProxy(IFruit fruit) {
        return (IFruit) Proxy.newProxyInstance(
                fruit.getClass().getClassLoader(),
                fruit.getClass().getInterfaces(),
                new IFruitHook(fruit));
    }

最后我们来简单测试一下：

IFruit apple = new Apple();
getProxy(apple).printName();
IFruit banana = new Banana();
getProxy(banana).printName();

可以看到，打印结果的上面和下面各增加一行“##########”的打印。

回过头来再看看getProxy()这个方法做了什么？其实它通过Proxy.newProxyInstance()方法动态加载了一个叫做$Proxy0的类（该类extends Proxy implements IFruit），创建了一个该类的对象，并且注册了我们的IFruitHook。在调用这个对象的printName()方法时，它会把它自己、方法对象、参数都传入到IFruitHook的invoke()方法中：

public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable

这样我们就可以在这个方法里进行各种处理了，甚至你可以不调用原始对象方法，全部替换成你自己的实现。

 

Java另一项强大的功能是反射，你可以在运行时动态修改类的实现。比如我们可以通过下面的方法把苹果的名字改成榴莲~~ 再次运行的时候你就会发现打印出来的是”I am Durian”：

    private void changeFruitName() {
        try {
            Class<?> cls = Class.forName("com.xinxin.dynamicproxy.Apple");
            Field gQueryInterface = cls.getDeclaredField("mName");
            gQueryInterface.setAccessible(true);
            gQueryInterface.set(null, "Durian");
        } catch (ClassNotFoundException | NoSuchFieldException | IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

Java动态代理结合反射可以发挥更强大的作用，因为它可以篡改你传入的参数以及返回值！这个其实就是Droid Plugin“劫持”系统API的主要手段。举个例子：

我们启动activity的时候，最终会通过ActivityManagerNative.getDefault()获取一个全局的IActivityManager代理对象，然后通过binder远程调用到AMS那边。Droid Plugin会先通过反射替换掉这个全局对象，然后通过动态代理技术修改所有系统API实现。这样虽然外部的应用程序看起来还是调用的系统API，但是实际上内部已经被偷梁换柱了。

背景知识学习完毕，下一篇开始正式分析Droid Plugin代码~