【Android Framework系列】第10章 PMS之Hook实现广播的调用

1 前言

前面章节我们学习了【Android Framework系列】第4章 PMS原理我们了解了PMS原理，【Android Framework系列】第9章 AMS之Hook实现登录页跳转我们知道AMS可以Hook拦截下来实现未注册Activity页面的跳转，本章节我们来尝试一下HookPMS实现广播的发送。

这里我们只简单介绍一下HookPMS思路和重点代码，需要详细了解的请到文末处项目地址下载查看。

同学们是否遇到需要动态下发组件的需求？是通过什么方法实现的呢？
之前的章节里我们分析了PMS相关的原理，简单回顾一下PMS：
PMS是包管理系统服务，用来管理所有的包信息，包括应用安装、卸载、更新以及解析AndroidManifest.xml。手机开机后，它会遍历设备上/data/app/和/system/app/目录下的所有apk文件，通过解析所有安装应用的AndroidManifest.xml，将xml中的数据（应用信息、权限、四大组件等）信息都缓存到内存中，后续提供给AMS等服务使用。

通过HookPMS是否可以来实现动态apk组件的下发，本章节我们通过HookPMS拿到PMS内的receivers（BroadcastReceiver）来实现调用动态下发apk的BroadcastReceiver。**

2 实现

PMS内管理了四大组件，会将所有apk都解析后保存对应四大组件的信息，分别保存到对应的集合Activity、receivers、probiders、services。

/frameworks/base/core/java/android/content/pm/PackageParser.java

6460          @UnsupportedAppUsage
6461          public final ArrayList<Activity> activities = new ArrayList<Activity>(0);
6462          @UnsupportedAppUsage
6463          public final ArrayList<Activity> receivers = new ArrayList<Activity>(0);
6464          @UnsupportedAppUsage
6465          public final ArrayList<Provider> providers = new ArrayList<Provider>(0);
6466          @UnsupportedAppUsage
6467          public final ArrayList<Service> services = new ArrayList<Service>(0);

本章节我们HookPMS的BroadcastReceiver那就得获取到receivers集合。

2.1 实现思路

1. 先将要下发的apk下载下来（我们这里直接加到设备的存储里）
2. 将apk通过Hook到的PMS方法解压解析到PMS内
3. 再通过HookPMS拿到装有BroadcastReceiver信息的receivers集合
4. 将动态下发apk里的BroadcastReceiver名称作为参数，通过HookPMS的方法进调用，从而实现本章节的目的。

2.2 项目结构

上图我们可以看到，有两个module，分别为app和pmsbr。
app模块：
HookPMS的主要逻辑在PMSPackageParser类，对apk进行解析和PMS的Hook，ClientActivity用于发送和接收广播，对HookPMS进行操作。

pmsbr模块：
这个module其实只是为了打包成动态apk，内部的BroadcastReceiver用于验证HookPMS后是否能调用动态下发apk内的这个BroadcastReceiver

2.3 ClientActivity

package com.yvan.hookpms;

import android.Manifest;
import android.app.Activity;
import android.content.BroadcastReceiver;
import android.content.Context;
import android.content.Intent;
import android.content.IntentFilter;
import android.content.pm.PackageManager;
import android.os.Build;
import android.os.Bundle;
import android.view.View;
import android.widget.Toast;

import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity;

import java.io.File;

/**
 * @author yvan
 * @date 2023/8/7
 * @description
 */
public class ClientActivity extends AppCompatActivity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_client);
        checkPermission(this);
        IntentFilter filter = new IntentFilter();
        filter.addAction("com.yvan.client");
        registerReceiver(new FinishBroadcastReceiver(), filter);
    }
    
    public static boolean checkPermission(
            Activity activity) {
        if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.M && activity.checkSelfPermission(
                Manifest.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE) != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
            activity.requestPermissions(new String[]{
                    Manifest.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE,
                    Manifest.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE
            }, 1);
        }
        return false;
    }

    public void registerBroaderCast(View view) {
        PMSPackageParser pmsPackageParser = new PMSPackageParser();
        try {
            pmsPackageParser.parserReceivers(this,
                    new File(getFilesDir(), "input.apk"));
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public void sendBroaderCast(View view) {
        Toast.makeText(this, "1.发送消息给server", Toast.LENGTH_SHORT).show();
        view.postDelayed(() -> {
            Intent intent = new Intent();
            intent.setAction("com.yvan.server");
            sendBroadcast(intent);
        }, 3000);
    }

    static class FinishBroadcastReceiver extends BroadcastReceiver {
        @Override
        public void onReceive(Context context, Intent intent) {
            Toast.makeText(context, "3.收到server回复消息", Toast.LENGTH_SHORT).show();
        }
    }

}

activity_client.xml

<LinearLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="match_parent"
    android:orientation="vertical"
    tools:context=".ClientActivity">

    <Button
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="50dp"
        android:gravity="center"
        android:onClick="registerBroaderCast"
        android:text="注册广播" />

    <Button
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="50dp"
        android:gravity="center"
        android:onClick="sendBroaderCast"
        android:text="发送广播" />

LinearLayout>

1. 页面打开后，即创建一个BroadcastReceiver用于接收来自server的回复消息，两个按钮分别“注册广播”、“发送广播”。
2. 点击“注册广播”：将下发的apk（此处是用pmsbr模块打包的input.pak放于设备的data/data/com.yvan.hookpms/files这个私有目录下）通过PMS解析，然后通过HookPMS实现下发apk中的广播注册。
3. 点击“发送广播”：给上面1中注册的广播发送消息

我们主要来看看第2步注册广播，这里是本章的重点HookPMS

2.4 PMSPackageParser

package com.yvan.hookpms;

import android.content.BroadcastReceiver;
import android.content.Context;
import android.content.IntentFilter;
import android.content.pm.PackageManager;

import java.io.File;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.List;

import dalvik.system.DexClassLoader;

/**
 * @author yvan
 * @date 2023/8/7
 * @description
 */
public class PMSPackageParser {

    public void parserReceivers(Context context, File apkFile) throws Exception {
        Class<?> packageParserClass = Class.forName("android.content.pm.PackageParser");
        Method parsePackageMethod = packageParserClass.getDeclaredMethod("parsePackage",
                File.class, int.class);
        parsePackageMethod.setAccessible(true);
        Object packageParser = packageParserClass.newInstance();

        Object packageObj = parsePackageMethod.invoke(packageParser, apkFile,
                PackageManager.GET_RECEIVERS);
        packageObj.hashCode();

        Field receiversField = packageObj.getClass().getDeclaredField("receivers");

        List receivers = (List) receiversField.get(packageObj);

        // AndroidManifest---> Package对象   描述信息
        DexClassLoader dexClassLoader = new DexClassLoader(apkFile.getAbsolutePath(),
                context.getDir("plugin", Context.MODE_PRIVATE).getAbsolutePath(),
                null, context.getClassLoader());
        // 动态注册
        Class<?> componentClass = Class.forName("android.content.pm.PackageParser$Component");
        Field intentsField = componentClass.getDeclaredField("intents");
        for (Object receiverObject : receivers) {
            String name = (String) receiverObject.getClass().getField("className")
                    .get(receiverObject);
            // class  --->对象
            try {
                BroadcastReceiver broadcastReceiver = (BroadcastReceiver) dexClassLoader.loadClass(name).newInstance();
                List<? extends IntentFilter> filters = (List<? extends IntentFilter>)
                        intentsField.get(receiverObject);
                for (IntentFilter filter : filters) {
                    context.registerReceiver(broadcastReceiver, filter);
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

我们看到HookPMS做了以下操作：

1. Hook的是PMS解析类android.content.pm.PackageParser的parsePackage()方法获取到Package对象
2. 然后获取到Package对象内存储BroadcastReceiver的receivers集合
3. 将动态下发的apk通过类加载器加载
4. 然后遍历PMS的receivers集合找到这个下发apk中注册的广播
5. 最后注册这个广播。

这里注册的这个广播是动态下发组件input.apk的PMSBroadcastReceiver，我们继续往下看

2.5 PMSBroadcastReceiver

package com.yvan.pmsbr;

import android.content.BroadcastReceiver;
import android.content.Context;
import android.content.Intent;
import android.os.Handler;
import android.os.Looper;
import android.widget.Toast;

/**
 * @author yvan
 * @date 2023/8/7
 * @description
 */
public class PMSBroadcastReceiver extends BroadcastReceiver {

    @Override
    public void onReceive(Context context, Intent intent) {
        // 收到你的信息了
        Toast.makeText(context, "2.接收到client的消息", Toast.LENGTH_SHORT).show();
        new Handler(Looper.getMainLooper()).postDelayed(() -> {
            Intent intent1 = new Intent();
            intent1.setAction("com.yvan.client");
            context.sendBroadcast(intent1);
        }, 3000);
    }
}

PMSBroadcastReceiver中主要是接收来自client的广播，然后给client回复一个广播。我们在上面FinishBroadcastReceiver中收到server的回复后，弹出Toast展示则表示完成了，发送、接收动态下发组件input.apk的消息。

3 总结

到这里我们就完成了整个动态下发apk的调用及被调用，这里我们再稍微总结一下：
主要通过HookPMS实现将动态下发的apk进行解析，将信息存储在PMS内，然后对PMS中装有BroadcastReceiver信息的receivers集合拿到，程序(Client)发送广播给动态下发apk内定义好的广播(Server)，该广播(Server)对程序(Client)作出回应，然后在程序(Client)接收回应（类似TCP的三次握手逻辑）。从而实现本章节对PMS进行Hook的目的。
文章只做核心HookPMS代码思路的分析，这里是项目地址，小伙伴可以自行下载查看，别忘了点Star喔，谢谢！！