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编程问答

热修复技术

發(fā)布時(shí)間：2024/3/24 编程问答 77 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了热修复技术小編覺(jué)得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.

熱修復(fù)技術(shù)

APP提早發(fā)出去的包，如果出現(xiàn)客戶端的問(wèn)題，實(shí)在是干著急，覆水難收。因此線上修復(fù)方案迫在眉睫。

概述

基于Xposed中的思想，通過(guò)修改c層的Method實(shí)例描述，來(lái)實(shí)現(xiàn)更改與之對(duì)應(yīng)的java方法的行為，從而達(dá)到修復(fù)的目的。

Xposed

誕生于XDA論壇，類似一個(gè)應(yīng)用平臺(tái)，不同的是其提供諸多系統(tǒng)級(jí)的應(yīng)用。可實(shí)現(xiàn)許多神奇的功能。Xposed需要以越獄為前提，像是iOS中的cydia。

Xposed可以修改任何程序的任何java方法（需root），github上提供了XposedInstaller，是一個(gè)android app。提供很多framework層，應(yīng)用層級(jí)的程序。開發(fā)者可以為其開發(fā)一些系統(tǒng)或應(yīng)用方面的插件，自定義android系統(tǒng)，它甚至可以做動(dòng)態(tài)權(quán)限管理（XposedMods）。

Android系統(tǒng)啟動(dòng)與應(yīng)用啟動(dòng)

Zygote進(jìn)程是Android手機(jī)系統(tǒng)啟動(dòng)后，常駐的一個(gè)名為‘受精卵’的進(jìn)程。

zygote的啟動(dòng)實(shí)現(xiàn)腳本在/init.rc文件中
啟動(dòng)過(guò)程中執(zhí)行的二進(jìn)制文件在/system/bin/app_process

任何應(yīng)用程序啟動(dòng)時(shí)，會(huì)從zygote進(jìn)程fork出一個(gè)新的進(jìn)程。并裝載一些必要的class，invoke一些初始化方法。這其中包括像：

ActivityThread
ServiceThread
ApplicationPackageManager

等應(yīng)用啟動(dòng)中必要的類，觸發(fā)必要的方法，比如：handleBindApplication，將此進(jìn)程與對(duì)應(yīng)的應(yīng)用綁定的初始化方法；同時(shí)，會(huì)將zygote進(jìn)程中的dalvik虛擬機(jī)實(shí)例復(fù)制一份，因此每個(gè)應(yīng)用程序進(jìn)程都有自己的dalvik虛擬機(jī)實(shí)例；會(huì)將已有Java運(yùn)行時(shí)加載到進(jìn)程中；會(huì)注冊(cè)一些android核心類的jni方法到虛擬機(jī)中，支撐從c到j(luò)ava的啟動(dòng)過(guò)程。

Xposed做了手腳

Xposed在這個(gè)過(guò)程改寫了app_process(源碼在Xposed : a modified app_process binary)，替換/system/bin/app_process這個(gè)二進(jìn)制文件。然后做了兩個(gè)事：

通過(guò)Xposed的hook技術(shù)，在上述過(guò)程中，對(duì)上面提到的那些加載的類的方法hook。

加載XposedBridge.jar

這時(shí)hook必要的方法是為了方便開發(fā)者為它開發(fā)插件，加載XposedBridge.jar是為動(dòng)態(tài)hook提供了基礎(chǔ)。在這個(gè)時(shí)候加載它意味著，所有的程序在啟動(dòng)時(shí)，都可以加載這個(gè)jar（因?yàn)樯厦嫣岬降膄ork過(guò)程）。結(jié)合hook技術(shù)，從而達(dá)到了控制所有程序的所有方法。

為獲得/system/bin/目錄的讀寫權(quán)限，因而需要以root為前提。

Xposed的hook思想

那么Xposed是怎么hook java方法的呢？要從XposedBridge看起，重點(diǎn)在
XposedBridge.hookmethod(原方法的Member對(duì)象，含有新方法的XC_MethodHook對(duì)象)；，這里會(huì)調(diào)到

private native synchronized static void hookMethodNative(Member method, Class<?> declaringClass, int slot, Object additionalInfo);

這個(gè)native的方法，通過(guò)這個(gè)方法，可以讓所hook的方法，轉(zhuǎn)向native層的一個(gè)c方法。如何做到？

When a transmit from java to native occurs, dvm sets up a native stack. In dvmCallJNIMethod(), dvmPlatformInvoke is used to call the native method(signature in Method.insns).

在jni這個(gè)中間世界里，類型數(shù)據(jù)由jni表來(lái)溝通java和c的世界；方法由c++指針結(jié)合DVM*系(如dvmSlotToMethod,dvmDecodeIndirectRef等方法)的api方法，操作虛擬機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)java方法與c方法的世界。

那么hook的過(guò)程是這樣：首先通過(guò)dexclassload來(lái)load所要hook的方法，分析類后，進(jìn)c層，見代碼XposedBridge_hookMethodNative方法，拿到要hook的Method類，然后通過(guò)dvmslotTomethod方法獲取Method*指針，

Method* method = dvmSlotToMethod(declaredClass, slot);

declaredClass就是所hook方法所在的類，對(duì)應(yīng)的jobject。slot是Method類中，描述此java對(duì)象在vm中的索引；那么通過(guò)這個(gè)方法，我們就獲取了c層的Method指針,通過(guò)

SET_METHOD_FLAG(method, ACC_NATIVE);

將該方法標(biāo)記為一個(gè)native方法，然后通過(guò)

method->nativeFunc = &hookedMethodCallback;

定向c層方法到hookedMethodCallback，這樣當(dāng)被hook的java方法執(zhí)行時(shí)，就會(huì)調(diào)到c層的hookedMethodCallback方法。

通過(guò)meth->nativeFunc重定向MethodCallBridge到hookedMethodCallback這個(gè)方法上，控制這個(gè)c++指針是無(wú)視java的private的。

另外，在method結(jié)構(gòu)體中有

method->insns = (const u2*) hookInfo;

用insns指向替換成為的方法，以便hookedMethodCallback可以獲取真正期望執(zhí)行的java方法。

現(xiàn)在所有被hook的方法，都指向了hookedMethodCallbackc方法中，然后在此方法中實(shí)現(xiàn)調(diào)用替換成為的java方法。

從Xposed提煉精髓

回顧Xposed，以root為必要條件，在app_process加載XposedBidge.jar，從而實(shí)現(xiàn)有hook所有應(yīng)用的所有方法的能力；而后續(xù)動(dòng)態(tài)hook應(yīng)用內(nèi)的方法，其實(shí)只是load了從zypote進(jìn)程復(fù)制出來(lái)的運(yùn)行時(shí)的這個(gè)XposedBidge.jar，然后hook而已。因此，若在一個(gè)應(yīng)用范圍內(nèi)的hook，root不是必須的，只是單純的加載hook的實(shí)現(xiàn)方法，即可修改本應(yīng)用的方法。

業(yè)界內(nèi)也不乏通過(guò)「修改BaseDexClassLoader中的pathList，來(lái)動(dòng)態(tài)加載dex」方式實(shí)現(xiàn)熱修復(fù)。后者純java實(shí)現(xiàn)，但需要hack類的優(yōu)化流程，將打CLASS_ISPREVERIFIED標(biāo)簽的類，去除此標(biāo)簽，以解決類與類引用不在一個(gè)dex中的異常問(wèn)題。這會(huì)放棄dex optimize對(duì)啟動(dòng)運(yùn)行速度的優(yōu)化。原則上，這對(duì)于方法數(shù)沒(méi)有大到需要multidex的應(yīng)用，損失更明顯。而前者不觸犯原有的優(yōu)化流程，只點(diǎn)殺需要hook的方法，更為純粹、有效。