dexposed框架Android在线热修复

移动client应用相对于Webapp的最大一个问题每次出现bug，不能像web一样在server就完毕修复，不须要发版本号。紧急或者有安全漏洞的问题，

假设是Webapp你可能最多花个1,2个小时紧急公布上线。可是app呢，打包，跪求市场公布几百个渠道，周末还发不了。app配置升级。你还不能配置

强制升级。 就算配置提示升级，用户心里肯定想前两天刚升级最新版，怎么又要升。并且升级要流量。这时候会非常反感甚至卸载应用。所以安卓是否

有能力做到在线打补丁？dexposed给我们攻克了这个问题。

1、淘宝Dexposed框架

喜欢刷机的人应该对xposed不陌生，Xposed框架是一款能够在不改动APK的情况下影响程序执行（改动系统）的框架服务。基于它 能够制作出很多功

能强大的模块。

事实上Xposed安卓的一个开源框架，在github上的下载地址xposed，有兴趣的能够去研究下，dexPosed也是基于Xposed的。

他有几个典型的使用场景：

a. Classic AOP programming （aop编程）

b. Instrumentation (for testing, performance monitoring and etc.)  測试，性能监控

c. Online hot patch to fix critical, emergent or security bugs 线上打补丁，解决一些严重的，紧急的或者安全漏洞的bug。

d. SDK hooking for a better development experience

对于aop编程我这里就不多说了，deXposed提供的 是无侵入性的，并且AOP就是用的java代码。相比国外比較流行的Aspectj有几点优势：

a、无侵入性。

b、使用Java代码编写，Aspectj使用脚本须要一定的学习成本

c、Aspectj有自己的编译器，须要编译下Aspectj代码。会注入他自己的代码

以下来看看假设写一些AOP的代码：

Attach a piece of code before and after all occurrences of Activity.onCreate(Bundle). 

beforeHookedMethod和afterHookedMethod方法做一些详细的操作。我们能够看到，用dexposed能够实现不改变原函
数的运行。可是在原函数运行前后去做一些其它的额外处理。比如改变入參和返回值等等的一些事情。

  Replace the original body of the target method.

    DexposedBridge.findAndHookMethod(Activity.class, "onCreate", Bundle.class, new XC_MethodReplacement() {

        @Override protected Object replaceHookedMethod(MethodHookParam param) throws Throwable {
            // Re-writing the method logic outside the original method context is a bit tricky but still viable.
            ...
        }

    });

则是能够将原有要运行的函数替换成一个我们须要的新的运行函数。

这个框架眼下对android 5.0系统支持度不高。只是框架更新的时间能够看出，持续维护中，不久将对art全然支持。

他提供一个函数来检測你的android

系统是否支持 Dexposed，DexposedBridge.canDexposed(context)。

你须要把补丁包打包成一个apk。 然后通过以下的代码来载入补丁包：

// Run taobao.patch apk
    public void runPatchApk() {
        if (android.os.Build.VERSION.SDK_INT == 21) {
            return;
        }
        if (!isSupport) {
            Log.d("dexposed", "This device doesn't support dexposed!");
            return;
        }
        File cacheDir = getExternalCacheDir();
        if (cacheDir != null) {
            String fullpath = cacheDir.getAbsolutePath() + File.separator + "patch.apk";
            PatchResult result = PatchMain.load(this, fullpath, null);
            if (result.isSuccess()) {
                Log.e("Hotpatch", "patch success!");
            } else {
                Log.e("Hotpatch", "patch error is " + result.getErrorInfo());
            }
        }
    }

2.Dexposed原理

重点是搞清楚是如何hook的。

1）首先通过ClassLoader把插件apk载入进入主project

2）通过反射拿到详细的class类

3）DexposedBridge.findAndHookMethod定位到详细的方法中，对代码进行覆盖或者增加自己定义功能

前面两点都是Java方法没什么能够说的，我这里重点分析下第三点：

a、DexposedBridge.findAndHookMethod()中调用了Xc_methdhook.hookMethos(),这种方法是通过传入的class。方法及签名去查找返回一个相应的Method。

然后把Method作为參数传入hookMethodNative（Method  ...）；

b、hookMethodNative是进行hook的主要方法。分析源代码发现，它里面做了这些事情

1、把Java层的变量，类型转换成c能识别的指针类型。

    // Save a copy of the original method and other hook info
    DexposedHookInfo* hookInfo = (DexposedHookInfo*) calloc(1, sizeof(DexposedHookInfo));
    memcpy(hookInfo, method, sizeof(hookInfo->originalMethodStruct));
    hookInfo->reflectedMethod = dvmDecodeIndirectRef(dvmThreadSelf(), env->NewGlobalRef(reflectedMethodIndirect));
    hookInfo->additionalInfo = dvmDecodeIndirectRef(dvmThreadSelf(), env->NewGlobalRef(additionalInfoIndirect));

2、用我们自己的code取代，看到以下的nativeFun了吗。这种方法被dexposedCallHandler取代。也就是说被我们自己的回调方法取代了。这样我们就能够

任意的操作了。然后把要hook的对象參数保存到insns

   // Replace method with our own code
    SET_METHOD_FLAG(method, ACC_NATIVE);
    method->nativeFunc = &dexposedCallHandler;
    method->insns = (const u2*) hookInfo;
    method->registersSize = method->insSize;
    method->outsSize = 0;

3、接下来我们去看看dexposedCallHandler做了哪些事情；

 //赋值
DexposedHookInfo* hookInfo = (DexposedHookInfo*) method->insns;
    Method* original = (Method*) hookInfo;
    Object* originalReflected = hookInfo->reflectedMethod;
    Object* additionalInfo = hookInfo->additionalInfo;

 // call the Java handler function
//对...这才是重点。dvmCallMethod方法回调了dexposedHandleHookedMethod方法，这种方法是在Java层实现的
 JValue result;
    dvmCallMethod(self, dexposedHandleHookedMethod, NULL, &result,
        originalReflected, (int) original, additionalInfo, thisObject, argsArray);
        
    dvmReleaseTrackedAlloc((Object *)argsArray, self);

4、我们在去看看handleHookMethod做了什么。一看你就明朗了；

private static Object handleHookedMethod(Member method, int originalMethodId, Object additionalInfoObj,
			Object thisObject, Object[] args) throws Throwable {
		AdditionalHookInfo additionalInfo = (AdditionalHookInfo) additionalInfoObj;

		if (disableHooks) {
			try {
				return invokeOriginalMethodNative(method, originalMethodId, additionalInfo.parameterTypes,
						additionalInfo.returnType, thisObject, args);
			} catch (InvocationTargetException e) {
				throw e.getCause();
			}
		}

		Object[] callbacksSnapshot = additionalInfo.callbacks.getSnapshot();
		final int callbacksLength = callbacksSnapshot.length;
		if (callbacksLength == 0) {
			try {
				return invokeOriginalMethodNative(method, originalMethodId, additionalInfo.parameterTypes,
						additionalInfo.returnType, thisObject, args);
			} catch (InvocationTargetException e) {
				throw e.getCause();
			}
		}

		MethodHookParam param = new MethodHookParam();
		param.method  = method;
		param.thisObject = thisObject;
		param.args = args;

		// call "before method" callbacks
		int beforeIdx = 0;
		do {
			try {
				((XC_MethodHook) callbacksSnapshot[beforeIdx]).beforeHookedMethod(param);
			} catch (Throwable t) {
				DexposedBridge.log(t);

				// reset result (ignoring what the unexpectedly exiting callback did)
				param.setResult(null);
				param.returnEarly = false;
				continue;
			}

			if (param.returnEarly) {
				// skip remaining "before" callbacks and corresponding "after" callbacks
				beforeIdx++;
				break;
			}
		} while (++beforeIdx < callbacksLength);

		// call original method if not requested otherwise
		if (!param.returnEarly) {
			try {
				param.setResult(invokeOriginalMethodNative(method, originalMethodId,
						additionalInfo.parameterTypes, additionalInfo.returnType, param.thisObject, param.args));
			} catch (InvocationTargetException e) {
				param.setThrowable(e.getCause());
			}
		}

		// call "after method" callbacks
		int afterIdx = beforeIdx - 1;
		do {
			Object lastResult =  param.getResult();
			Throwable lastThrowable = param.getThrowable();

			try {
				((XC_MethodHook) callbacksSnapshot[afterIdx]).afterHookedMethod(param);
			} catch (Throwable t) {
				DexposedBridge.log(t);

				// reset to last result (ignoring what the unexpectedly exiting callback did)
				if (lastThrowable == null)
					param.setResult(lastResult);
				else
					param.setThrowable(lastThrowable);
			}
		} while (--afterIdx >= 0);

		// return
		if (param.hasThrowable())
			throw param.getThrowable();
		else
			return param.getResult();
	}

推断是否hook成功。假设不成功运行invokeOriginalMethodNative，也就是运行原始函数；

成功则，这个函数查找被挂钩函数的挂钩 XC_MethodHook结构体，然后运行里边的 beforeHookedMethod函数。再通过 invokeOriginalMethodNative

运行挂钩前的原始函数。最后再运行 afterHookedMethod 函数。

findAndHookMethod 的实现就分析完了，

本质上仍然是寻找被挂钩函数的 Method 结构体，将Method属性改为native ,然后对其成员 nativeFunc，

registersize 等进行赋值，当中 insns 成员保存了挂钩的具体信息。全部被挂钩的函数。其nativeFunc都赋值为 dexposedCallHandler 函数，该函数终于运行 XposedBridge.class 里的 handleHookedMethod 。 handleHookedMethod 寻找dexposed模块及dexposed框架调用 findAndHookMethod 注冊的 before,after

函数，假设有，就运行，再通过invokeOriginalMethodNative 运行挂钩前函数。

3、怎么使用dexposed

a、下载dexposed源代码 dexposed  

b、把下载的源代码导入，仅仅须要sample包。当中dexposedsample是有bug的主project，patchsample为插件project，（其它的两个为工具类源代码，方便我们理解源代码）

c、主project配置gradle文件

apply plugin: 'com.android.application'
android {
    compileSdkVersion 21
    buildToolsVersion "21.1.2"

    defaultConfig {
        applicationId "com.taobao.dexposed"
        minSdkVersion 9
        targetSdkVersion 21
        versionName "1.0"
    }
    buildTypes {
        release {
            minifyEnabled false
            proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'), 'proguard-rules.pro'
        }
    }

    android {
        packagingOptions {
            exclude 'AndroidManifest.xml'
        }

    }

    buildTypes {
        //Debug打开，使用測试环境接口
        debug {
        }
    }
    lintOptions {
        abortOnError false
    }

    sourceSets {
        main {
            manifest.srcFile 'src/main/AndroidManifest.xml'
            java.srcDirs = ['src/main/java']
            res.srcDirs = ['src/main/res']   //路径依据自己的相应改动
        }
    }
}


//我使用的是本地导入so包。
task copyNativeLibs(type: Copy) {
    from fileTree(dir: 'libs', include: '*/*.so' )  into  'build/native-libs'
}
tasks.withType(JavaCompile) { compileTask -> compileTask.dependsOn copyNativeLibs }

clean.dependsOn 'cleanCopyNativeLibs'

tasks.withType(com.android.build.gradle.tasks.PackageApplication) {
        pkgTask ->
        pkgTask.jniFolders = new HashSet<File>()
        pkgTask.jniFolders.add(new File(projectDir, 'libs'))
}
//---------------------------------
//这段配置是把主project打成jar包。这个jar包须要导入到patchproject中
 task clearJar(type: Delete) {
    delete 'libs/sdk.jar'
}

task makeJar(type:org.gradle.api.tasks.bundling.Jar) {
    //指定生成的jar名
    baseName 'sdk'
    //从哪里打包class文件
    from('build/intermediates/classes/sample/debug/com')
    //打包到jar后的文件夹结构，依据自己project须要写路径
    into('com')
    //去掉不须要打包的文件夹和文件
    exclude('test/', 'BuildConfig.class', 'R.class')
    //去掉R$开头的文件
    exclude{ it.name.startsWith('R$');}
}

makeJar.dependsOn(clearJar, build)
//---------------------------------------------

dependencies {
    compile fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar'])
    compile files('libs/dexposedbridge.jar')
}

patchprojectgradle配置：

dependencies {
//        compile fileTree(dir: 'libs', include: ['*.jar'])
        provided files('libs/sdk.jar')
        provided files('libs/dexposedbridge.jar')
        provided files('libs/patchloader.jar')
    }

使用provided方式导入jar包，这样仅仅会在编译时引用jar，不会把jar打包进patch.apk。防止与主project引入包冲突；

用例代码就不贴了，自己去down一份

4、关于patch包的安全问题能够看Android Hotpatch