Android插件化原理解析——Hook机制之动态代理

使用代理机制进行api hook进而达到方法增强是框架的常用手段，比如j2ee框架spring通过动态代理优雅地实现了aop编程，极大地提升了web开发效率；同样，插件框架也广泛使用了代理机制来增强系统api从而达到插件化的目的。本文将带你了解基于动态代理的hook机制。

为什么需要代理呢？其实这个代理与日常生活中的“代理”，“中介”差不多；比如你想海淘买东西，总不可能亲自飞到国外去购物吧，这时候我们使用第三方海淘服务比如惠惠购物助手等；同样拿购物为例，有时候第三方购物会有折扣比如当初的米折网，这时候我们可以少花点钱；当然有时候这个“代理”比较坑，坑我们的钱，坑我们的货。

从这个例子可以看出来，代理可以实现方法增强，比如常用的日志,缓存等；也可以实现方法拦截，通过代理方法修改原方法的参数和返回值，从而实现某种不可告人的目的～接下来我们用代码解释一下。

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静态代理，是最原始的代理方式；假设我们有一个购物的接口，如下：

它有一个原始的实现，我们可以理解为亲自，直接去商店购物：

好了，现在我们自己没时间但是需要买东西，于是我们就找了个代理帮我们买：

很不幸，我们找的这个代理有点坑，坑了我们的钱还坑了我们的货；先忍忍。

传统的静态代理模式需要为每一个需要代理的类写一个代理类，如果需要代理的类有几百个那不是要累死？为了更优雅地实现代理模式，jdk提供了动态代理方式，可以简单理解为jvm可以在运行时帮我们动态生成一系列的代理类，这样我们就不需要手写每一个静态的代理类了。依然以购物为例，用动态代理实现如下：

我们知道代理有比原始对象更强大的能力，比如飞到国外买东西，比如坑钱坑货；那么很自然，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。

下面我们hook掉<code>startactivity</code>这个方法，使得每次调用这个方法之前输出一条日志；（当然，这个输入日志有点点弱，只是为了展示原理；只要你想，你想可以替换参数，拦截这个<code>startactivity</code>过程，使得调用它导致启动某个别的activity，指鹿为马！）

首先我们得找到被hook的对象，我称之为hook点；什么样的对象比较好hook呢？自然是容易找到的对象。什么样的对象容易找到？静态变量和单例；在一个进程之内，静态变量和单例变量是相对不容易发生变化的，因此非常容易定位，而普通的对象则要么无法标志，要么容易改变。我们根据这个原则找到所谓的hook点。

然后我们分析一下<code>startactivity</code>的调用链，找出合适的hook点。我们知道对于<code>context.startactivity</code>（activity.startactivity的调用链与之不同），由于<code>context</code>的实现实际上是<code>contextimpl</code>;我们看<code>conetxtimpl</code>类的<code>startactivity</code>方法：

这里，实际上使用了<code>activitythread</code>类的<code>minstrumentation</code>成员的<code>execstartactivity</code>方法；注意到，<code>activitythread</code> 实际上是主线程，而主线程一个进程只有一个，因此这里是一个良好的hook点。

接下来就是想要hook掉我们的主线程对象，也就是把这个主线程对象里面的<code>minstrumentation</code>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，首先我们得拿到主线程对象的引用，如何获取呢？<code>activitythread</code>类里面有一个静态方法<code>currentactivitythread</code>可以帮助我们拿到这个对象类；但是<code>activitythread</code>是一个隐藏类，我们需要用反射去获取，代码如下：

拿到这个<code>currentactivitythread</code>之后，我们需要修改它的<code>minstrumentation</code>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<code>instrumentation</code>是一个类，没办法，我们只有手动写静态代理类，覆盖掉原始的方法即可。（<code>cglib</code>可以做到基于类的动态代理，这里先不介绍）

ok，有了代理对象，我们要做的就是偷梁换柱！代码比较简单，采用反射直接修改：

好了，我们启动一个activity测试一下，结果如下：

可见，hook确实成功了！这就是使用代理进行hook的原理——偷梁换柱。整个hook过程简要总结如下：

寻找hook点，原则是静态变量或者单例对象，尽量hook pulic的对象和方法，非public不保证每个版本都一样，需要适配。

选择合适的代理方式，如果是接口可以用动态代理；如果是类可以手动写代理也可以使用cglib。

偷梁换柱——用代理对象替换原始对象