Android hook式插件化详解

引言

Android插件化是一种将应用程序的功能模块化为独立的插件，并动态加载到主应用程序中的技术。通过插件化，开发者可以将应用程序的功能分解成独立的模块，每个模块可以作为一个插件单独开发、测试和维护，然后通过动态加载的方式集成到主应用程序中，实现功能的动态扩展和更新。

Android插件化通常涉及到动态加载、组件化、插件生命周期管理、插件间通信等技术，开发者需要使用相关的框架和工具来实现插件化功能。插件化可以帮助开发者更好地管理应用程序的复杂性，提高开发效率，同时也能够实现应用程序的功能动态更新和扩展，为用户提供更好的体验。

1.startActivity源码解析

我们上篇提到，调用 startActivity 启动一个没有在 Manifest.xml 文件中注册的 Activity 会报异常，那么我们今天从 startActivity 开始分析为什么会报异常。

startActivity 的流程大概是上面所示，最后执行到 AMS.startActivity 后如果没有在 Manifest.xml 中注册，软件就会发生崩溃， 那么怎么样才能避免这样呢。其实非常简单，我们只要把我们未注册的 Activity 替换成我们已经在 Manifest.xml 注册不就行了吗。那么问题又来了，我们应该如何实现替换操作呢？说到替换，我们不得不借助动态代理的方式来实现了。

从上图可以看出，创建一个动态代理对象需要传递三个参数，下面介绍一下这些参数

ClassLoader loader： 类加载器

Class[] interfaces： 需要监听的接口

InvocationHandler h： 监听的回调

说到这里，我们又延伸到另一个问题，我们应该监听哪一个接口呢？，其实从上面我们已经分析过了，我们应该要监听 AMS.startActivity 这一步，所以我们要监听的接口就是 IActivityTaskManager(9.0及以下是IActivityManager) 这个接口。接下来我们就对这个接口实现动态代理。

2.动态代理的实现

第一步：

我们可以通过 Class.forName() 得到 IActivityTaskManager 或者 IActivityManager 这个类，如下面代码所示：

Class mIActivityManagerClass;
if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.Q) {
    mIActivityManagerClass = Class.forName("android.app.IActivityTaskManager");
} else {
    mIActivityManagerClass = Class.forName("android.app.IActivityManager");
}

有了类之后，我们可以创建动态代理对象了，但是 IActivityTaskManager 或者 IActivityManager 接口的方法那么多，我们没必要全部监听，我们只需要监听我们关注的 "startActivity" 这个方法就好了，如下代码所示：

//创建动态代理
Object mActivityManagerProxy = Proxy.newProxyInstance(
    getClassLoader(),//类加载器
    new Class[]{mIActivityManagerClass},//要监听的回调接口
    new InvocationHandler() {//回调的监听
    @Override
    public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {

        if ("startActivity".equals(method.getName())) {
            //做自己的业务逻辑
            //换成可以通过AMS检测的Activity
           
        }
        //为了程序能够正确执行，我们需要系统的IActivityManager实例
        return method.invoke(需要系统的IActivityManager实例, args);
    }
);

从上述代码中可以看出，要使动态代理生效，我们还需要一个 IActivityManager，查阅源码 ActivityTaskManager(8.0~9.0以下看 ActivityManager，8.0以下看 ActivityManagerNative) 可发现：

ActivityTaskManager.java：(Androdid10.0)

/** @hide */
public static IActivityTaskManager getService() {
    return IActivityTaskManagerSingleton.get();
}

ActivityManager.java：(Android 8.0 ~ Android9.0)

/**
* @hide
*/
public static IActivityManager getService() {
    return IActivityManagerSingleton.get();
}

ActivityManagerNative.java：(Android 7.0及以下)

/**
* Retrieve the system's default/global activity manager.
*/
static public IActivityManager getDefault() {
    return gDefault.get();
}

通过 getService() 或者 getDefault() 可以返回一个我们需要的对象实例，我们接下来可以反射来执行该方法来获取 IActivityTaskManager 或者 IActivityManager 实例对象。代码如下：

//获取 ActivityManager 或 ActivityManagerNative 或 ActivityTaskManager
Class mActivityManagerClass;
Method getActivityManagerMethod;
if (Build.VERSION.SDK_INT <= Build.VERSION_CODES.N_MR1) {
    mActivityManagerClass = Class.forName("android.app.ActivityManagerNative");
    getActivityManagerMethod = mActivityManagerClass.getDeclaredMethod("getDefault");
} else if (Build.VERSION.SDK_INT > Build.VERSION_CODES.N_MR1 && Build.VERSION.SDK_INT < Build.VERSION_CODES.Q){
    mActivityManagerClass = Class.forName("android.app.ActivityManager");
    getActivityManagerMethod = mActivityManagerClass.getDeclaredMethod("getService");
} else {
    mActivityManagerClass = Class.forName("android.app.ActivityTaskManager");
    getActivityManagerMethod = mActivityManagerClass.getDeclaredMethod("getService");
}
getActivityManagerMethod.setAccessible(true);
//这个实例本质是 IActivityManager或者IActivityTaskManager
final Object IActivityManager = getActivityManagerMethod.invoke(null);

现在有了 IActivityTaskManager 或者 IActivityManager 实例对象我们就可以让程序继续能够执行下去了。

第二步： 既然我们自己创建了 IActivityTaskManager 或者 IActivityManager 的动态代理，我们就要把原来系统的 IActivityTaskManager 或者 IActivityManager 实例对象给替换掉。还是通过上面的 getService() 或者 getDefault() 方法入手，我们继续跟踪代码发现： ActivityManager 或 ActivityManagerNative 或 ActivityTaskManager 都有一个 Singleton 共同的属性，我们查看一下这个类的源码：

public abstract class Singleton {
    private T mInstance;

    protected abstract T create();

    public final T get() {
        synchronized (this) {
            if (mInstance == null) {
                mInstance = create();
            }
            return mInstance;
        }
    }
}

里面的 mInstance 属性正好是 IActivityTaskManager 或者 IActivityManager 实例，所以我们直接替换掉 mInstance 值就可以了。代码如下：

//获取 IActivityTaskManagerSingleton 或者 IActivityManagerSingleton 或者 gDefault 属性
Field mSingletonField;
if (Build.VERSION.SDK_INT <= Build.VERSION_CODES.N_MR1) {
    mSingletonField = mActivityManagerClass.getDeclaredField("gDefault");
} else if (Build.VERSION.SDK_INT > Build.VERSION_CODES.N_MR1 && Build.VERSION.SDK_INT < Build.VERSION_CODES.Q){
    mSingletonField = mActivityManagerClass.getDeclaredField("IActivityManagerSingleton");
} else {
    mSingletonField = mActivityManagerClass.getDeclaredField("IActivityTaskManagerSingleton");
}
mSingletonField.setAccessible(true);
Object mSingleton = mSingletonField.get(null);

//替换点
Class mSingletonClass = Class.forName("android.util.Singleton");
Field mInstanceField = mSingletonClass.getDeclaredField("mInstance");
mInstanceField.setAccessible(true);
//将我们创建的动态代理设置到 mInstance 属性当中
mInstanceField.set(mSingleton, mActivityManagerProxy);

到这里我们的动态代理算是实现好了，完整的代码如下：

private void hookAMSAction() throws Exception {
        //动态代理
        Class mIActivityManagerClass;
        if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.Q) {
            mIActivityManagerClass = Class.forName("android.app.IActivityTaskManager");
        } else {
            mIActivityManagerClass = Class.forName("android.app.IActivityManager");
        }
        //获取 ActivityManager 或 ActivityManagerNative 或 ActivityTaskManager
        Class mActivityManagerClass;
        Method getActivityManagerMethod;
        if (Build.VERSION.SDK_INT <= Build.VERSION_CODES.N_MR1) {
            mActivityManagerClass = Class.forName("android.app.ActivityManagerNative");
            getActivityManagerMethod = mActivityManagerClass.getDeclaredMethod("getDefault");
        } else if (Build.VERSION.SDK_INT > Build.VERSION_CODES.N_MR1 && Build.VERSION.SDK_INT < Build.VERSION_CODES.Q){
            mActivityManagerClass = Class.forName("android.app.ActivityManager");
            getActivityManagerMethod = mActivityManagerClass.getDeclaredMethod("getService");
        } else {
            mActivityManagerClass = Class.forName("android.app.ActivityTaskManager");
            getActivityManagerMethod = mActivityMa