插件化前置知识和自定义简易插件框架

淡淡的烟草味﹌ 2022-03-10 04:58 319阅读 0赞

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# 插件化前置知识和自定义简易插件框架 #

版本：2019-03-13(0:10)

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### 文章目录 ###

*  插件化前置知识和自定义简易插件框架
 *   *  Binder机制(3题)
     *  hook(11题)
     *   *  代理
         *   *  静态代理
             *  动态代理
         *  hook
         *  反射
         *  【实例】Hook剪切板服务
         *   *  剪切板服务的使用
             *  剪切板的原理
             *  Hook剪切板服务
             *   *  Proxy.newProxyInstance
                 *  反射调用
     *  ClassLoader和dex加载过程(4题)
     *   *  PathClassLoader
         *  DexClassLoader
     *  四大组件(25题)
     *   *  Instrumentation
         *  LoadedApk
         *  如何加载插件apk
         *   *  构造LoadedApk修改ClassLoader
             *  借助系统的ClassLoader
         *  如何解决插件中Activity未注册的问题？
         *   *  启动流程
             *  ActivityManager
             *  为什么占坑Activity的生命周期能给予真正的Activity?
         *  【实例】加载插件的Activity
         *   *  Application中进行Hook
             *  加载插件Apk
             *  目标Activity替换为占坑Activity: Hook ActivityManager
             *  占坑Activity还原为目标Activity: Hook ActivityThread的Handler H
             *  跳转到插件Activity
     *  资源加载
     *   *  Context.getResources()
         *  【实例】加载插件资源
         *   *  插件Activity重构getAssets()/getResources()
     *  知识扩展
     *  参考资料

> 要先掌握插件化所涉及的到的方方面面的基础知识，才能真正理解差简化、热修复的原理。

## Binder机制(3题) ##

1、Binder是什么?

> 1.  用于进程间通信
> 2.  Android中各个app、系统服务运行于不同进程中，需要借助Binder进行通信。
> 3.  从Linux内核角度看，Linux存在进程隔离和虚拟地址空间，导致进程间无法共享数据。所以需要借助IPC

2、Binder机制的步骤分析

> 进程A借助Binder机制获取到进程B的服务结果，步骤分析：
> 
> 1.  进程B创建Binder对象
> 2.  进程A接收到进程B的Binder对象
> 3.  进程A利用进程B传来的对象发起请求
> 4.  进程B收到并处理进程A的请求
> 5.  进程A获取到进程B返回的处理结果

3、Binder机制参考资料

> 1.  [Android IPC][]
> 2.  [Binder机制详解][Binder]
> 3.  [Android进程间通信详解][Android]

## hook(11题) ##

### 代理 ###

1、代理模式也成为委托模式，分为两种

> 1.  静态代理
> 2.  动态代理

2、代理模式有什么用?

> 1.  限制了对象的访问，对内部对象进行保护
> 2.  如果内部对象的字段发生变化，对于代理类来说，不影响对外的接口，只需要内部进行适配。

#### 静态代理 ####

3、AIDL中的代理模式?代理模式的应用场景？

> 1.  AIDL中采用`静态代理`
> 2.  进程A获取到服务进程B的Binder对象时, 生成一个代理对象，通过该代理对象直接进行`加减等操作`、
> 3.  `给进程A一种假象，获取到了进程B的对象，并进行了操作`。本质是`内部进行了传入数据给B进行处理，最终从B中获取到结果`等一系列操作。

#### 动态代理 ####

4、动态代理是什么？如何实现？

> 1.  动态代理就是`编译阶段`不知道具体代理类，在`运行阶段`才指定了`代理类`
> 2.  通过`Java的InvocationHandler类`

// 1、自定义类实现 InvocationHandler接口
    // 2、重写`invoke()方法`
    // 3、调用 Proxy.newProxyInstance(classloader, claz[], invocationHandler); 返回一个代理类

### hook ###

5、什么是Hook?

> 1.  Hook-钩子，是指对一些方法进行拦截，这些方法调用时，能够执行`自定义的代码逻辑`
> 2.  是一种`面向切面编程的思想AOP`

6、Android中进行Hook的思路

> 1.  找到需要Hook的方法，所属的`系统类`
> 2.  利用代理模式来`代理系统类`，拦截并执行`自定义逻辑`
> 3.  利用反射，将`系统类`替换为`代理类`

### 反射 ###

7、Java中的反射机制是什么?

> 1.  在运行状态中，对于任意一个类，都能知道`类的所有属性和方法`
> 2.  并且能够调用其方法或者获取其属性

### 【实例】Hook剪切板服务 ###

8、利用Hook实现剪切板服务的复制和粘贴，粘贴的内容都是我们指定的内容。

#### 剪切板服务的使用 ####

9、剪切板服务是如何使用的？

> 点击按钮后将自定义内容，放入到系统剪切板中。

mEditText = findViewById(R.id.clipboard_edittext);
            findViewById(R.id.clipboard_btn).setOnClickListener(new View.OnClickListener() { 
                @Override
                public void onClick(View v) { 
    
                    // 1、获取到剪切板服务
                    ClipboardManager clipboardManager = (ClipboardManager) getSystemService(Context.CLIPBOARD_SERVICE);
                    // 2、创建String类型的clipData
                    ClipData clipData = ClipData.newPlainText("label", mEditText.getText().toString());
                    // 3、将ClipData内容放到系统剪切板里面
                    clipboardManager.setPrimaryClip(clipData);
                }
            });

#### 剪切板的原理 ####

10、获得系统剪切板服务的源码流程

> 本质是从`ServiceManager`的`sCache(HashMap)`获取到`剪切板服务的Binder对象(实现了IBinder接口)`

// Activity.java-getSystemService(Context.CLIPBOARD_SERVICE)
        public Object getSystemService(String name) { 
            // 1、WindowManager
            if (WINDOW_SERVICE.equals(name)) { 
                return mWindowManager;
            }
            // 2、搜索服务Manager
            else if (SEARCH_SERVICE.equals(name)) { 
                ensureSearchManager();
                return mSearchManager;
            }
            // 3、进一步寻找“剪切板服务”
            return super.getSystemService(name);
        }
    
        // ContextThemeWrapper.java
        public Object getSystemService(String name) { 
            // 1、布局加载服务
            if (LAYOUT_INFLATER_SERVICE.equals(name)) { 
                mInflater = LayoutInflater.from(getBaseContext()).cloneInContext(this);
                return mInflater;
            }
            // 2、进一步寻找“剪切板服务”
            return getBaseContext().getSystemService(name);
        }
    
        // ContextImpl.java
        public Object getSystemService(String name) { 
            return SystemServiceRegistry.getSystemService(this, name);
        }
    
        // SystemServiceRegistry.java - 从HashMap中取出
        private static final HashMap<String, ServiceFetcher<?>> SYSTEM_SERVICE_FETCHERS = new HashMap<String, ServiceFetcher<?>>();
        public static Object getSystemService(ContextImpl ctx, String name) { 
            ServiceFetcher<?> fetcher = SYSTEM_SERVICE_FETCHERS.get(name);
            return fetcher != null ? fetcher.getService(ctx) : null;
        }
    
        /**========================================== * 问题：HashMap(SYSTEM_SERVICE_FETCHERS)是如何初始化的？ClipBoard服务是何时放入该HashMap中的? * 1. 调用registerService方法对剪切板服务进行注册 * // SystemServiceRegistry.java *==============================================*/
        registerService(Context.CLIPBOARD_SERVICE, ClipboardManager.class,new CachedServiceFetcher<ClipboardManager>() { 
            @Override
            public ClipboardManager createService(ContextImpl ctx) throws ServiceNotFoundException { 
                // 1、创建剪切板管理器
                return new ClipboardManager(ctx.getOuterContext(), ctx.mMainThread.getHandler());
            }});
        // SystemServiceRegistry.java-将剪切板服务放入到SYSTEM_SERVICE_FETCHERS中
        private static <T> void registerService(String serviceName, Class<T> serviceClass, ServiceFetcher<T> serviceFetcher) { 
            SYSTEM_SERVICE_NAMES.put(serviceClass, serviceName);
            SYSTEM_SERVICE_FETCHERS.put(serviceName, serviceFetcher);
        }
    
        // ClipboardManager.java - 最终通过ServiceManager获取到目标服务
        private final IClipboard mService;
        public ClipboardManager(Context context, Handler handler) throws ServiceNotFoundException { 
            // xxx
            // 1、从ServiceManager内部的缓存的HashMap中找，有就返回该IClipboard的Binder对象，要么创建新的返回
            mService = IClipboard.Stub.asInterface(ServiceManager.getServiceOrThrow(Context.CLIPBOARD_SERVICE));
        }
    
        // ServiceManager.java
        public static IBinder getServiceOrThrow(String name) throws ServiceNotFoundException { 
            final IBinder binder = getService(name);
            if (binder != null) { 
                return binder;
            } else{ 
                throw new ServiceNotFoundException(name);
            }
        }
        // ServiceManager.java
        private static HashMap<String, IBinder> sCache = new HashMap<String, IBinder>();
        public static IBinder getService(String name) { 
            // 1、返回HashMap-sCache中剪切服务对应的IBinder
            IBinder service = sCache.get(name);
            if (service != null) { 
                return service;
            }
            return null;
        }
    
        // ServiceManager.java - 得到 ClipBoard的Binder對象的代理對象
        public static android.content.IClipboard asInterface(android.os.IBinder obj) { 
            if ((obj == null)) { 
                return null;
            }
            android.os.IInterface iin = obj.queryLocalInterface(DESCRIPTOR); // Hook点
            if (((iin != null) && (iin instanceof android.content.IClipboard))) { 
                return ((android.content.IClipboard) iin);
            }
            return new android.content.IClipboard.Stub.Proxy(obj);
        }

#### Hook剪切板服务 ####

11、Hook剪切板服务的流程和实现代码

> 1.  获取到剪切板服务(ClipboardManager)的代理Binder对象
> 2.  将其存入到HashMap中。
> 3.  该Binder对象的剪切板操作的方法逻辑按照我们的需求进行修改。

/**==================== * 1、Hook剪切板服务 *======================*/
        public static void hookClipboard() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException, NoSuchFieldException { 
            // 1. 获取系统的ServiceManager
            Class<?> serviceManagerClass = Class.forName("android.os.ServiceManager");
            // 2. 获得ServiceManager的getService方法
            Method getServiceMethod = serviceManagerClass.getMethod("getService", String.class);
            // 3. 通过该方法获取到原系统ClipBoard服务
            IBinder binder = (IBinder) getServiceMethod.invoke(null, Context.CLIPBOARD_SERVICE);
            /**============================================ * 4. 动态代理，创建自己的代理对象。 * 1) 将为Clipboard的IBinder对象提供代理，该代理类MyClipboardProxy会实现IBinder的接口 * 2) 调用queryLocalInterface()方法时，获取到我们剪切板的代理Binder对象 * 3) 该方法就是生成一个新类，该类实现了IBinder的接口。 *===============================================*/
            IBinder myBinder = (IBinder) Proxy.newProxyInstance(serviceManagerClass.getClassLoader(), new Class[]{ IBinder.class}, new MyClipboardProxy(binder));
            // 5. 拿到ServiceManager中的缓存IBinder数组
            Field field = serviceManagerClass.getDeclaredField("sCache");
            field.setAccessible(true);
            Map<String, IBinder> map = (Map<String, IBinder>) field.get(null);
            // 6. 将我们自定义的ClipboardManager放入Map中
            map.put(Context.CLIPBOARD_SERVICE, myBinder);
        }
    
        public static class MyClipboardProxy implements InvocationHandler{ 
    
            private final IBinder mSystemBinder;
    
            public MyClipboardProxy(IBinder iBinder){ 
                mSystemBinder = iBinder;
            }
    
            @Override
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { 
                // 1、拦截原系统类的查询本地是否有“剪切服务代理类”的方法
                if("queryLocalInterface".equals(method.getName())){ 
                    // 2. 拿到系统的Stub
                    Class<?> mStubClass = Class.forName("android.content.IClipboard$Stub");
                    // 3. 拿到系统的Clipboard本地类
                    Class<?> mIClipboard = Class.forName("android.content.IClipboard");
                    /**================================================================= * 4. 将其代理为我的Clipboard。该类实现了IClipboard所有剪切板操作的接口。获取剪切板的代理Binder对象 *=================================================================*/
                    return Proxy.newProxyInstance(mIClipboard.getClassLoader(), new Class[]{ mIClipboard}, new MyClipboard(mSystemBinder, mStubClass));
                }
                // 5. 其余方法走原系统的执行
                return method.invoke(mSystemBinder, args);
            }
        }
    
        public static class MyClipboard implements InvocationHandler{ 
    
            private Object mBase;
    
            public MyClipboard(IBinder systemBinder, Class stub){ 
                // 拿到asInteface方法，因为源码中执行了这一句，我们也要执行这一句
                try { 
                    Method asInterface = stub.getDeclaredMethod("asInterface", IBinder.class);
                    mBase = asInterface.invoke(null, systemBinder);
                } catch (Exception e) { 
                    e.printStackTrace();
                }
            }
    
            @Override
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable { 
                if("setPrimaryClip".equals(method.getName())){ 
                    if(args.length > 0){ 
                        if(args[0] instanceof ClipData){ 
                            ClipData clipData = (ClipData) args[0];
                            if(clipData.getItemCount() > 0){ 
                                // 1、获取到原文本, 附加上修改的内容
                                String srcText = clipData.getItemAt(0).getText().toString();
                                if(!TextUtils.isEmpty(srcText)){ 
                                    // 2、将参数替换为新的ClipData，继续执行原逻辑的方法
                                    args[0] = ClipData.newPlainText("label", srcText + "---转自猎羽，请注明链接!");
                                }
                            }
                        }
                    }
                }
                // 3、当前和其他方法还是交给系统原逻辑处理
                return method.invoke(mBase, args);
            }
        }

> 调用

try { 
                hookClipboard();
            } catch (ClassNotFoundException e) { 
                e.printStackTrace();
            } catch (NoSuchMethodException e) { 
                e.printStackTrace();
            } catch (InvocationTargetException e) { 
                e.printStackTrace();
            } catch (IllegalAccessException e) { 
                e.printStackTrace();
            } catch (NoSuchFieldException e) { 
                e.printStackTrace();
            }

##### Proxy.newProxyInstance #####

##### 反射调用 #####

## ClassLoader和dex加载过程(4题) ##

1、Android中具有两个主要的ClassLoader

> 1.  PathClassLoader
> 2.  DexClassLoader
> 3.  这两者都继承自`BaseDexClassLoader`

### PathClassLoader ###

2、PathClassLoader的作用

> 1.  Android系统通过`PathClassLoader`加载`系统类`和`主Dex中的类`
> 2.  使用继承自`BaseDexClassLoader`的`findClass()进行加载`
> 3.  只能加载系统中已经安装过的apk

### DexClassLoader ###

3、DexClassLoader的作用

> 1.  可以用来从未安装.jar和.apk文件中加载class。
> 2.  使用继承自`BaseDexClassLoader`的`findClass()进行加载`

4、PathClassLoader和DexClassLoader的区别

> 1.  DexClassLoader：能够从未安装的jar/apk加载class
> 2.  PathClassLoader：只能从系统中已经安装过的apk加载class

## 四大组件(25题) ##

1、Activity必须在AndroidManifest中进行注册，如何绕开不注册就抛出异常的问题?

2、插件化如何管理插件中四大组件的生命周期?

3、如何加载插件的apk？

### Instrumentation ###

4、Instrumentation的作用是: 监控应用与系统相关的交互行为

5、相关的方法:

> 1.  mInstrumentation.execStartActivity(): 启动Activity
> 2.  mInstrumentation.newActivity(): 使用类加载器创建Activity对象
> 3.  mInstrumentation.callActivityOnCreate()/callActivityOnResume()等等生命周期的方法: 生命周期

### LoadedApk ###

6、LoadedApk的作用

> 1.  LoadedApk对象是APK文件在内存中的表示。 Apk文件的相关信息，ApplicationInfo、主线程、包名、Application对象都是局部变量。
> 2.  具有创建Application对象的方法。
> 3.  具有内部类：LoadedApk.ServiceDispatcher
> 4.  具有内部类: LoadedApk.ReceiverDispatcher

7、LoadedApk内部类ServiceDispatcher的作用？

> 1.  LoadedApk.java的内部类ServiceDispatcher
> 2.  如何让远程服务端调用客户端的ServiceConnection中的方法？
> 3.  需要借助Binder才能让远程服务端回调自己的方法
> 4.  ServiceDispatcher的内部类InnerConnection就起到了Binder的作用

8、LoadedApk内部类ReceiverDispatcher的作用？

> LoadedApk.ReceiverDispatcher.InnerReceiver起到了Binder的作用

9、相关方法

> 1.  makeApplication()：创建Application对象，该对象唯一，不会重复创建。

### 如何加载插件apk ###

#### 构造LoadedApk修改ClassLoader ####

10、如何加载插件Apk方案1(Hook思想，DroidPlugin框架实现方法)

> 1-加载插件apk需要一个ClassLoader  
> 2-系统的ClassLoader通过LoadedApk对象获得。需要构建LoadedApk，修改ClassLoader对象，通过Hook方法将自我构建的LoadedApk添加到ActivityThread的mPackages(HashMap)中。

final ArrayMap<String, WeakReference<LoadedApk>> mPackages = new ArrayMap<>();

> 3-该方案除了需要Hook LoadedApk，在构造LoadedApk中还用到ApplicationInfo对象，需要进行Hook  
> 4-ApplicaitonInfo的解析还涉及到手动解析插件中的AndroidManifest文件，过程复杂。

#### 借助系统的ClassLoader ####

11、如何加载插件Apk方案2

> 1.  借助系统的ClassLoader
> 2.  将插件Apk的信息告诉ClassLoader，让系统帮我们加载
> 3.  将插件apk的dex文件，插入到DexPathList类中的`dexElements数组`即可

### 如何解决插件中Activity未注册的问题？ ###

12、如何解决插件中Activity未注册的问题？

> 1.  Hook startActivity()，借助占坑的方法。去加载傀儡Activity。
> 2.  在AndroidManifest中注册一个傀儡Activity，骗过系统层的校验
> 3.  真正创建Activity时，Hook拦截Activity的创建方法，去创建真正的插件apk中的Activity

13、流程分析

// 1、创建一个属于插件的ClassLoader，传入插件Apk的路径。父类加载器是宿主的类加载器。
            String cachePath = MainActivity.this.getCacheDir().getAbsolutePath();         // dex优化后路径
            String apkPath = Environment.getExternalStorageDirectory().getAbsolutePath() + "/plugin.apk"; // 插件apk的路径
            DexClassLoader mClassLoader = new DexClassLoader(apkPath, cachePath, cachePath, getClassLoader());
            // 2、将宿主apk和插件apk的dex文件加入到新建的dexElements数组中
            PathClassLoader pathLoader = (PathClassLoader) getApplicationContext().getClassLoader(); // PathClassLoader
            // 3、将数组设置给宿主的DexPathList对象
            // 4、拦截Activity的启动。需要去代理AMS的代理类(Binder机制，只能处理AMS的代理类)
            // 5、系统检查完Activity合法性后，拦截系统创建Activity的方法，将傀儡Activity替换为我们需要的Activity

#### 启动流程 ####

14、启动流程

//Instrumentation.java
    public ActivityResult execStartActivity(Context who, IBinder contextThread, IBinder token, Activity target, Intent intent, int requestCode, Bundle options) { 
        int result = ActivityManager.getService() //Binder对象
                    .startActivity(whoThread, ... ,options);
        // xxx
    }
    // ActivityManager.java - AMS的代理类
    public static IActivityManager getService() { 
        return IActivityManagerSingleton.get();
    }
    // ActivityManager.java - 单例模式
    private static final Singleton<IActivityManager> IActivityManagerSingleton = new Singleton<IActivityManager>() { 
                    @Override
                    protected IActivityManager create() { 
                        final IBinder b = ServiceManager.getService(Context.ACTIVITY_SERVICE);
                        final IActivityManager am = IActivityManager.Stub.asInterface(b);
                        return am;
                    }
    };

15、Hook AMS的代理类

> 1-Hook AMS的代理类，就是代理`ActivityManager.getService()`的返回值就可以了  
> 2-获得AMS的代理类ActivityManager

// 1、获取ActivityManager类
            Class<?> activityManagerClass = Class.forName("android.app.ActivityManager");
    
            // 2、取出getService方法
            Method getServiceMethod = activityManagerClass.getDeclaredMethod("getService", null);
    
            // 3、调用getService，获得Singleton<IActivityManager> IActivityManagerSingleton
            Object activityManagerSingleton = getServiceMethod.invoke(null, null);
    
            // 4、获得AMS的代理对象
            Class<?> singleton = Class.forName("android.util.Singleton"); // 是一个 android.util.Singleton对象;
            Field mInstanceField = singleton.getDeclaredField("mInstance"); // 取出mInstance字段
            mInstanceField.setAccessible(true);
            Object activityManager = mInstanceField.get(activityManagerSingleton);

> 3-Hook IActivityManager的startActivity方法

#### ActivityManager ####

16、ActivityManager是AMS的代理类

#### 为什么占坑Activity的生命周期能给予真正的Activity? ####

17、为什么占坑Activity的生命周期能给予真正的Activity?

> 1.  AMS与ActivityThread之间对于Activity的生命周期的交互，并没有直接使用Activity对象进行交互
> 2.  而是使用一个token来标识，这个token是binder对象，因此可以方便地跨进程传递。
> 3.  Activity里面有一个成员变量mToken代表的就是它，token可以唯一地标识一个Activity对象
> 4.  只替换了要启动Activity的信息，并没有替换token，所以系统并不知道当前运行的已经是真正的Activity

### 【实例】加载插件的Activity ###

18、为什么需要使用宿主的ClassLoader作为我们的DexClassLoader的父加载器

> 1.  JVM提供了三种类加载器，还有用户自定义的类加载器。这些加载器之间的层次关系被称为`类加载器的双亲委派模型。`
> 2.  该模型要求除了顶层的启动类加载器外，其余的类加载器都应该有自己的父类加载器，而这种父子关系一般通过`组合（Composition）关系`来实现，而不是通过继承（Inheritance）。
> 3.  双亲委派，从父类加载器层层加载，防止出现自定义类加载器也有一个Object类，和系统的Object类出现混乱。

1.  Hook方案中startActivity是如何将目标Activity替换为占坑Activity的?

> 1.  只需要将参数中的Intent的ComponentName替换为占坑Activity即可
> 2.  并且将原来的ComponentName，通过Intent.putExtra()对其进行保存。

20、Hook方案中系统检查完Activity的合法性后，又是如何将占坑Activity恢复为目标Activity的?

> 1.  根据Activity的启动流程，最终是在`ActivityThread的Handler H`中处理的消息。

#### Application中进行Hook ####

21、在自定义Application进行插件的加载、Hook Activity的启动流程

> 1.  尽早进行处理，可以在Activity或者Application的`attachBaseContext()`中进行处理
> 2.  这里在Application中进行处理

public class HostApplication extends Application{ 
    
        /** * 尽早进行插件的加载。可以在Application中也可以在Activity的attachBaseContext()方法中调用 */
        @Override
        protected void attachBaseContext(Context newBase) { 
            super.attachBaseContext(newBase);
            try { 
                // 1. 加载插件apk(将插件apk中所有dex文件放入到宿主的pathList中的dexElements中)
                loadPluginApk("plugin.apk");
                // 2. Hook ActivityManager: 将插件apk的目标Activity，替换为占坑Activity
                hookActivityManager();
                // 3. Hook ActivityThread中的Handler H。将占坑Acitivty，替换为目标Activity。
                hookActivityThreadHandlerH();
                // 4. 创建属于插件的资源库【这里是资源加载部分所需要的】
                preparePluginResources("plugin.apk");
            } catch (Exception e) { 
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

> AndroidManifest.xml: 1. 指定Application 2. 提前注册占坑Activity

#### 加载插件Apk ####

22、加载插件Apk

/**================================================ * @function: 加载插件apk到宿主中 * 1. 下载Apk到宿主应用的数据目录 * 2. 加载插件Apk的Dex文件 *================================================*/
        private void loadPluginApk(String pluginApkName) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, IllegalAccessException { 
    
            /**======================================================= * 0、模拟下载插件的过程。 * 1. 从assets/external中将插件apk，移动到，app的数据目录下 *======================================================*/
            // 1. apk名
            String apkName = pluginApkName;
            // 2. apk目前位于assets/external/路径中
            String apkAssetsPath = "external" + File.separator + apkName;
            // 3、如果/data/data/webview.apk文件已经存在，需要删除后重新复制(模拟下载流程)
            String pluginFilePath = getFilesDir().getAbsolutePath() + File.separator + apkName;
            File pluginFile = new File(pluginFilePath);
            if(!pluginFile.exists()){ 
                // 4、不存在插件apk时，将assets/external中的文件复制到app的文件下
                copyAssetsFileToAppFiles(apkAssetsPath, apkName);
            }
            // 5、安装。如果数据目录下不存在该插件apk文件，报错。
            if(!pluginFile.exists()){ 
                Log.e("feather", "Download plugin failed!");
                return;
            }
    
            /**===================================================== * 1、获取到插件Apk的路径 * 1. 可以从外部存储获取 * 2. 可以从网络上下载到本地，然后从这个本地地址中获取【本次是模拟网络下载的过程】 *=====================================================*/
            String pluginApkPath = pluginFilePath;
            // String pluginApkPath = Environment.getExternalStorageDirectory().getAbsolutePath() + File.separator + pluginApkName;
    
            /**===================================================== * 2、创建我们的DexClassLoader来加载“插件Apk的dex文件” * 1. 可以从外部存储获取 * 2. 可以从assets\plugin中获取【就从此处取，毕竟是Demo】 * 3. 可以从网络上下载到本地，然后从这个本地地址中获取 *=====================================================*/
            String cachePath = getCacheDir().getAbsolutePath(); // 获取到缓存目录
            DexClassLoader pluginDexClassLoader = new DexClassLoader(pluginApkPath, // apk or jar包的地址
                    cachePath,  // optimizedDirectory，经过优化的dex文件（odex）文件输出目录。
                    cachePath,  // librarySearchPath，包含native library的目录。（将被添加到app动态库搜索路径列表中）
                    getClassLoader()); // 用宿主的ClassLoader作为父类加载器
    
            /**===================================================== * 3、加载“插件Apk”的Dex文件(一): 获取宿主和插件的Dex路径列表: DexPathList pathList * 1. 可以从外部存储获取 * 2. 可以从assets\plugin中获取【就从此处取，毕竟是Demo】 * 3. 可以从网络上下载到本地，然后从这个本地地址中获取 *=====================================================*/
            // 1、拿到宿主的ClassLoader
            PathClassLoader hostPathLoader = (PathClassLoader) getClassLoader();
            // 2、反射出BaseDexClassLoader的字段pathList(DexPathList)
            Class<?> baseDexClassLoaderClass = Class.forName("dalvik.system.BaseDexClassLoader");
            Field pathListField = baseDexClassLoaderClass.getDeclaredField("pathList"); // 具有成员变量：DexPathList pathList
            pathListField.setAccessible(true);
            // 3、获取到宿主的pathList
            Object hostPathList = pathListField.get(hostPathLoader); // 从【宿主】的类加载器中，获取到DexPathList pathList
            // 4、获取到插件的pathList
            Object pluginPathList = pathListField.get(pluginDexClassLoader); // 从【插件】的类加载器中，获取到DexPathList pathList
    
            /**===================================================== * 4、加载“插件Apk”的Dex文件(二): 合并宿主和插件的pathList中的dexElements数组 *=====================================================*/
            // 1、获取到DexPathList的字段dexElements
            Field dexElementsField = hostPathList.getClass().getDeclaredField("dexElements");
            dexElementsField.setAccessible(true);
            // 2、获取到【宿主】的dex数组
            Object hostDexElements = dexElementsField.get(hostPathList);
            // 3、获取到【插件】的dex数组
            Object pluginDexElements = dexElementsField.get(pluginPathList);
            // 4、合并数组
            Class<?> localClass = hostDexElements.getClass().getComponentType(); //获取Host数组类型
            int hostArrayLength = Array.getLength(hostDexElements); //获取Host数组长度
            int newArrayLength = hostArrayLength + Array.getLength(pluginDexElements); //宿主数组size + 插件数组size
            Object newDexElements = Array.newInstance(localClass, newArrayLength); //创建新的数组
            for (int i = 0; i < newArrayLength; ++i) {  //将宿主和插件的dex文件设置到新数组中
                if (i < hostArrayLength) { 
                    Array.set(newDexElements, i, Array.get(hostDexElements, i)); // 先存入宿主的数组元素
                } else { 
                    Array.set(newDexElements, i, Array.get(pluginDexElements, i - hostArrayLength)); // 再存入插件的数组元素
                }
            }
    
            /**===================================================== * 5、加载“插件Apk”的Dex文件(三): 将新的Dex数组放入到【宿主】的pathList中 *=====================================================*/
            dexElementsField.set(hostPathList, newDexElements);
        }
    
        /**======================================================================== * @function 将“assets/external”下的外置插件复制到宿主app的数据目录中，模拟外置插件的下载 * @param assetFileName assets目录中的文件路径名，例如"assets/external/webview.apk"中的"external/webview.apk" * @param newFileName 插件名如"webview.apk" *========================================================================*/
        private void copyAssetsFileToAppFiles(String assetFileName, String newFileName){ 
    
            // 1、assets/external中的外置插件apk作为输入
            try(InputStream inputStream = this.getAssets().open(assetFileName);
                // 2、宿主appp数据目录作为输出
                FileOutputStream fileOutputStream = this.openFileOutput(newFileName, MODE_PRIVATE)) { 
    
                // 3、IO进行文件的复制
                int byteCount = 0;
                byte[] buffer = new byte[1024];
                while((byteCount = inputStream.read(buffer)) != -1){ 
                    fileOutputStream.write(buffer, 0, byteCount);
                }
                // 4、刷新输出流
                fileOutputStream.flush();
    
            } catch (IOException e) { 
                e.printStackTrace();
            }
        }

#### 目标Activity替换为占坑Activity: Hook ActivityManager ####

23、Hook ActivityManager将目标Activity替换为占坑Activity

> 1.  替换`IActivityManagerSingleton`中的IActivityManager为我们的代理类。

public void hookActivityManager() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException, NoSuchFieldException {
            // 1、获取ActivityManager类
            Class<?> activityManagerClass = Class.forName("android.app.ActivityManager");
            // 2、取出IActivityManagerSingleton
            Field iActivityManagerSingletonField = activityManagerClass.getDeclaredField("IActivityManagerSingleton");
            iActivityManagerSingletonField.setAccessible(true);
            Object activityManagerSingleton = iActivityManagerSingletonField.get(null);
            // 3、获得AMS的代理对象
            Class<?> singleton = Class.forName("android.util.Singleton"); // 是一个 android.util.Singleton对象;
            Field mInstanceField = singleton.getDeclaredField("mInstance"); // 取出mInstance字段
            mInstanceField.setAccessible(true);
            Object activityManager = mInstanceField.get(activityManagerSingleton);
            // 4、创建AMS的代理对象的【代理对象】
            Class<?> iActivityManagerInterface = Class.forName("android.app.IActivityManager");
            Object proxyActivityManager = Proxy.newProxyInstance(Thread.currentThread().getContextClassLoader(),
                    new Class<?>[] { iActivityManagerInterface }, new IActivityManagerInvocationHandler(activityManager));
            // 5、将IActivityManagerSingleton的“mInstace字段”替换为"ActivityManager的代理对象"，进行我们需要的将插件Actiivty替换为坑位Activity的操作
            mInstanceField.set(activityManagerSingleton, proxyActivityManager);
        }
    
        public static final String EXTRA_TARGET_INTENT = "extra_target_intent";
    
        /**=======================================================
         * @功能: 用于拦截ActivityManager的startActivity操作
         *========================================================*/
        public class IActivityManagerInvocationHandler implements InvocationHandler {
            private static final String TAG = "feather";
    
            Object mActivityManager;
            public IActivityManagerInvocationHandler(Object activityManager) {
                mActivityManager = activityManager;
            }
    
            @Override
            public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
    
                // 1、startActivity以外的操作直接透传给“原ActivityManager”处理
                if (!"startActivity".equals(method.getName())) {
                    return method.invoke(mActivityManager, args);
                }else{
                    // 2、拦截startActivity方法
                    Log.e(TAG,"startActivity方法拦截了");
    
                    // 3、找到参数里面的第一个Intent对象。
                    Intent intent = null;
                    for (Object arg : args) {
                        if (arg instanceof Intent) {
                            intent = (Intent) arg;
    
                            Log.e(TAG,"原Intent = " + intent);
                            /**=======================================
                             * 4、获取到原Activity的信息，并以key-value形式保存到Intent的extra中
                             *===================================*/
                            // 1. 获取到原componentName(原Activity信息)
                            ComponentName rawComponentName = intent.getComponent();
                            // 2. 保存到Extra中
                            intent.putExtra(EXTRA_TARGET_INTENT, rawComponentName); // "extra_target_intent"
                            /**=======================================
                             * 5、将目标Activity替换为占坑Activity
                             *===================================*/
                            // 1. 宿主apk的"包名"
                            String stubPackage = getPackageName();
                            // 2. 以宿主包名 + 占坑Activity的信息构建ComponentName
                            ComponentName componentName = new ComponentName(stubPackage, PitActivity.class.getName());
                            // 3. 替换Component
                            intent.setComponent(componentName);
    
                            Log.e(TAG,"新Intent = " + intent);
                            break;
                        }
                    }
                    Log.e(TAG,"startActivity方法 hook 成功");
                    // 4、以修改后的intent参数去startActivity
                    return method.invoke(mActivityManager, args);
                }
            }
        }

#### 占坑Activity还原为目标Activity: Hook ActivityThread的Handler H ####

24、占坑Activity还原为目标Activity: Hook ActivityThread的Handler H

/**======================================================
         * @function 通过系统验证后，将占坑Activity换回目标Activity
         *  1. 给ActivityThead的Handler H设置一个回调接口Callback
         *  2. 在Handler调用handleMessage()前被我们的Callback进行拦截处理
         *======================================================*/
        public static void hookActivityThreadHandlerH() throws Exception {
    
            // 1、获取到ActivityThread类
            Class<?> activityThreadClass = Class.forName("android.app.ActivityThread");
            // 2、调用“currentActivityThread()”获取到ActivityThread对象
            Method currentActivityThreadMethod = activityThreadClass.getDeclaredMethod("currentActivityThread");
            currentActivityThreadMethod.setAccessible(true);
            Object activityThread = currentActivityThreadMethod.invoke(null);
            // 3、获取到ActivityThread对象的字段mH(Handler H)
            Field mHField = activityThreadClass.getDeclaredField("mH");
            mHField.setAccessible(true);
            Handler mH = (Handler) mHField.get(activityThread);
            /**==========================================================
             * 4、根据消息机制，给mH设置Callback，该Callback优先于handlerMessage()执行。在activity启动的流程中，替换Intent
             *   1. Handler具有成员变量mCallback
             *   2. 更改mH的mCallback, 为我们自定义的Handler Callback
             *============================================================*/
            Field mCallbackField = Handler.class.getDeclaredField("mCallback");
            mCallbackField.setAccessible(true);
            mCallbackField.set(mH, new ActivityThreadHandlerHCallback(mH));
        }
    
        /**=======================================
         * @功能: 自定义Callback，重点处理Activity
         *  1. 将系统返回的Intent中的ComponentName替换为原来的内容
         *========================================*/
        public static class ActivityThreadHandlerHCallback implements Handler.Callback {
            // 和源码一致，按道理需要反射获得
            private static final int EXECUTE_TRANSACTION = 159;
    
            Handler mHandlerH;
            public ActivityThreadHandlerHCallback(Handler rawHandler){
                mHandlerH = rawHandler;
            }
            @Override
            public boolean handleMessage(Message msg) {
                switch (msg.what){
                    case EXECUTE_TRANSACTION:
                        try {
                            // 1、msg.obj需要是ClientTransaction的对象
                            Class<?> clientTransactionClass = Class.forName("android.app.servertransaction.ClientTransaction");
                            if(clientTransactionClass.isInstance(msg.obj)){
                                // 2、从ClientTransaction对象中取出: List<ClientTransactionItem> mActivityCallbacks
                                Field mActivityCallbacksField = clientTransactionClass.getDeclaredField("mActivityCallbacks");
                                mActivityCallbacksField.setAccessible(true);
                                List mActivityCallbacks = (List) mActivityCallbacksField.get(msg.obj);
    
                                // 3、遍历Callbacks列表，取出LaunchActivityItem。
                                for (Object callback : mActivityCallbacks) {
                                    // 4、如果Callback是LaunchActivityItem类型的，表明是startActivity的后续处理
                                    Class<?> launchActivityItemClass = Class.forName("android.app.servertransaction.LaunchActivityItem");
                                    if(launchActivityItemClass.isInstance(callback)){
                                        // 5、获取到Intent
                                        Field mIntentField = launchActivityItemClass.getDeclaredField("mIntent");
                                        mIntentField.setAccessible(true);
                                        Intent mIntent = (Intent) mIntentField.get(callback);
                                        // 6、获取到之前缓存的ComponentName，并放回Intent
                                        ComponentName componentName = mIntent.getParcelableExtra(EXTRA_TARGET_INTENT);
                                        if(componentName != null){
                                            mIntent.setComponent(componentName);
                                        }
                                        // 7、将LaunchActivityItem的成员变量mIntent进行替换
                                        mIntentField.set(callback, mIntent);
                                    }
                                }
                            }
                        } catch (Exception e) {
                            e.printStackTrace();
                        }
                        break;
                }
                // 8、交给ActivityThread里面的“Handler H”进行处理。
                mHandlerH.handleMessage(msg);
                // 9、不再需要后续的处理，避免再去执行Handler的handleMessage(导致重复处理)
                return true;
            }
        }

#### 跳转到插件Activity ####

25、宿主Activity中跳转到插件的Activity

> 1.  利用Intent跳转到插件Activity
> 2.  一定要使用ComponentName进行跳转

@Override
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { 
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.activity_host);
    
            // 打开插件的Activity
            findViewById(R.id.login_btn).setOnClickListener(new View.OnClickListener() { 
                @Override
                public void onClick(View v) { 
                    Intent intent = new Intent();
                    intent.setComponent(new ComponentName("com.hao.featherpluginlogin", "com.hao.featherpluginlogin.LoginActivity"));
                    startActivity(intent);
                }
            });
        }

## 资源加载 ##

1、插件Apk的资源问题

> 1.  宿主中的LoadedApk存储了宿主Apk的相关信息，包括资源。
> 2.  通过宿主和插件的dex合并，能够让宿主跳转到插件的Activity
> 3.  但是合并之后，插件Activity调用原插件的资源，确实用的是宿主的资源库，会出现找不到该资源，导致崩溃。

### Context.getResources() ###

2、无论是通过R文件还是代码中Context.getResources()方法，本质都是通过`Context.getResources()`实现的

// ContextImpl.java
        public Resources getResources() { 
            return mResources;
        }
        // ContextImpl.java - ResoucesManager是一个单例
        ResourcesManager mResourcesManager = ResourcesManager.getInstance();
        Resources mResources;

3、让插件Apk资源包生效的思路

> 1.  构造自己的AssetManager，调用addAssetPath添加插件的资源路径
> 2.  构造属于该插件的Resources
> 3.  返回给插件Activity

### 【实例】加载插件资源 ###

4、实例解决如何不会因为插件Activity加载插件Resources导致崩溃

> 1.  在宿主创建属于插件的AssetManager和Resources
> 2.  重写宿主Application的getAssets()/getResources()方法
> 3.  插件Activity中去获取宿主Application的AssetManager和Resources(均包含插件资源)，而不是使用宿主资源库。最终解决该问题。
> 
>  *  宿主Application: 构建属于插件的AssetManager和Resources

protected void attachBaseContext(Context newBase) { 
            super.attachBaseContext(newBase);
            // ........省略其他Hook操作........
            // 1、创建属于插件的资源库
            preparePluginResources("plugin.apk");
        }
    
        AssetManager mPluginAssetManager; // 创建属于插件的AssetManager
        Resources mPluginResources; // 创建属于插件的Resources
        Resources.Theme mPluginTheme; // 创建属于插件的Theme
        /**============================================ * @功能: 创建属于插件的AssetManager和Resources * 1. 通过addAssetPath将插件资源包添加到AssetManager中 * 2. 通过创建的插件AssetManager来创建插件Resources *============================================*/
        private void preparePluginResources(String pluginApkName) throws InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException { 
            String pluginFilePath = getFilesDir().getAbsolutePath() + File.separator + pluginApkName;
            File pluginFile = new File(pluginFilePath);
            if(!pluginFile.exists()){ 
                Log.e("feather", "插件Apk不存在！");
            }
            // 1、创建新的AssetManager
            mPluginAssetManager = AssetManager.class.newInstance();
            // 2、调用AssetManager的addAssetPath将插件的路径添加进去
            Method addAssetPathMethod = mPluginAssetManager.getClass().getDeclaredMethod("addAssetPath", String.class);
            addAssetPathMethod.setAccessible(true);
            addAssetPathMethod.invoke(mPluginAssetManager, pluginFilePath);
            // 3、创建属于插件的Resources
            Resources hostResources = getResources();
            mPluginResources = new Resources(mPluginAssetManager, hostResources.getDisplayMetrics(), hostResources.getConfiguration());
            // 4、创建属于插件的Theme
            mPluginTheme = mPluginResources.newTheme();
            mPluginTheme.setTo(super.getTheme());
        }
        @Override
        public Resources getResources() { 
            return mPluginResources == null ? super.getResources() : mPluginResources;
        }
        @Override
        public AssetManager getAssets() { 
            return mPluginAssetManager == null ? super.getAssets() : mPluginAssetManager;
        }
        @Override
        public Resources.Theme getTheme() { 
            return mPluginTheme == null ? super.getTheme() : mPluginTheme;
        }

#### 插件Activity重构getAssets()/getResources() ####

5、插件的Activity使用默认的获取资源方法，会获取到宿主的资源库，导致加载插件中的资源都会报错，需要让插件去获取插件的资源库。

> 1.  重写getAssets()
> 2.  重写getResources()
> 3.  重写getTheme()

public class LoginActivity extends Activity { 
    
        @Override
        protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { 
            super.onCreate(savedInstanceState);
            setContentView(R.layout.activity_main);
        }
        // 1、获取到宿主Application的插件AssetManager
        @Override
        public AssetManager getAssets() { 
            if(getApplication() != null && getApplication().getAssets() != null){ 
                return getApplication().getAssets();
            }
            return super.getAssets();
        }
        // 2、获取到宿主Application的插件esources
        @Override
        public Resources getResources() { 
            if(getApplication() != null && getApplication().getResources() != null){ 
                return getApplication().getResources();
            }
            return super.getResources();
        }
        // 3、获取到宿主Application的插件Theme
        @Override
        public Resources.Theme getTheme() { 
            if(getApplication() != null && getApplication().getTheme() != null){ 
                return getApplication().getTheme();
            }
            return super.getTheme();
        }
    }

## 知识扩展 ##

1、getDeclaredField()和getField()的区别?

## 参考资料 ##

1.  [插件化框架学习系列博客][Link 1]

[https_blog.csdn.net_feather_wch_article_details_88368431]: https://blog.csdn.net/feather_wch/article/details/88368431
[Android IPC]: https://blog.csdn.net/feather_wch/article/details/79190230
[Binder]: https://blog.csdn.net/feather_wch/article/details/79415202
[Android]: https://blog.csdn.net/feather_wch/article/details/81136290
[Link 1]: https://blog.csdn.net/yulong0809/article/list/1?