Andfix學習記錄

1、Andfix學習記錄How to Use(官方)Initialize PatchManager,patchManager = new PatchManager(context); patchManager.init(appversion);/current versionLoad patch,patchManager.loadPatch();You should load patch as early as possible, generally, in the initialization phase of your application(such as Application.onCre

2、ate().Add patch,patchManager.addPatch(path);/path of the patch file that was downloadedWhen a new patch file has been downloaded, it will become effective immediately by addPatch還有一點就是混淆需要注意-keep class * extends java.lang.annotation.Annotation -keepclasseswithmembernames class * native <methods&g

3、t; -keep class com.alipay.euler.andfix.* *; 命令輸入有點麻煩，可以自己寫一個win的腳本apkpatch -f 2.apk -t 1.apk -o . -k finance.keystore -p -a -e 這樣基本可以照貓畫虎折騰熱更新了,當然不要忘記添加讀寫權限<uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE"/> <uses-permission android:name="android.permi

4、ssion.READ_EXTERNAL_STORAGE"/>原理篇andfix 深入補丁深入andfix 原理andfix的核心原理就是方法替換 在通過其apath工具給需要替換的方法加上注解repleaceMethod，這樣在執(zhí)行時把有bug的方法替換成補丁文件中執(zhí)行的方法。（在Native 層使用指針替換的方式替換bug的方法，從而達到修復bug的目的），具體過程如下圖：使用虛擬機的JarFile加載的補丁文件，讀取PATCH.MF文件得到補丁類名稱獲取補丁方法使用DexFile讀取patch文件的dex文件，獲取后根據注解獲取補丁方法獲取bug所在的方法根據注解中獲取到的

5、類名和方法，使用ClassLaoder獲取到class，然后根據反射得到bug Method，并將其訪問屬性修改為public Java 層-Native 層替換方法使用JNI來替換bug所在方法對象的屬性來修復bug簡要類之間關系圖修復的具體過程為：1）我們及時修復好bug之后，我們可以apkpatch工具將兩個apk做一次對比，然后找出不同的部分。生成的apatch了文件。若果這個時候，我們把后綴改成zip再解壓開，里面有一個dex文件。反編譯之后查看一下源碼，里面就是被修復的代碼所在的類文件,這些更改過的類都加上了一個_CF的后綴，并且變動的方法都被加上了一個叫MethodReplace

6、的annotation，通過clazz和method指定了需要替換的方法。(后面補丁原理會說到)2）客戶端得到補丁文件后就會根據annotation來尋找需要替換的方法。從AndFixManager.fix方法開始，客戶端找到對應的需要替換的方法，然后在fix方法的具體實現中調用fixClass方法進行方法替換過程。3）由JNI層完成方法的替換。fixClass方法遍歷補丁class里的方法，在jni層對所需要替換的方法進行一一替換。(AndfixManager#replaceMethod)源碼解析遵循使用時四步走：Step1：初始化PatchMangerPatchManager patchM

7、anager = new PatchManager();參閱 patchManager類源碼>AndfixManager 其中包含了Compat兼容性檢測類、SecurityChecker安全性檢查類public AndFixManager(Context context) mContext = context; /判斷機型是否支持Andfix 阿里的YunOs不支持 mSupport = Compat.isSupport(); if (mSupport) /初始化簽名判斷類 mSecurityChecker = new SecurityChecker(mContext); mOptDi

8、r = new File(mContext.getFilesDir(), DIR); / make directory fail if (!mOptDir.exists() && !mOptDir.mkdirs() mSupport = false; Log.e(TAG, "opt dir create error."); else if (!mOptDir.isDirectory() / not directory /如果不是目錄則刪除 mOptDir.delete(); mSupport = false; Step2:使用PatchManger檢查版本p

9、atchManager.init(apk版本)參閱patchManager#init >Patch 構造函數初始化 init 主要是版本比對，記錄版本號；根據版本號將patch清除或者加載到緩存中參閱Patch#init public void init(String appVersion) if (!mPatchDir.exists() && !mPatchDir.mkdirs() / make directory fail Log.e(TAG, "patch dir create error."); return; else if (!mPatch

10、Dir.isDirectory() / not directory mPatchDir.delete(); return; SharedPreferences sp = mContext.getSharedPreferences(SP_NAME, Context.MODE_PRIVATE);/緩存版本號 String ver = sp.getString(SP_VERSION, null); if (ver = null | !ver.equalsIgnoreCase(appVersion) /根據傳入版本號作對比，若不同，則刪除本地的補丁文件 cleanPatch(); sp.edit().

11、putString(SP_VERSION, appVersion).commit();/傳入新的版本號 else initPatchs();/初始化patch列表，把本地的patch加載到內存中 private void initPatchs() File files = mPatchDir.listFiles(); for (File file : files) addPatch(file); Patch文件的加載 使用JarFile讀取Patch文件，讀取一些屬性如patchname，createtime，其中如果本地保存了多個補丁，那么AndFix會按照補丁生成的時間順序加載補丁。具體是

12、根據.apatch文件中的PATCH.MF的字段Created-Time。step3:loadPatchpatchManager.loadPatch();參閱patchManager#loadPatch提供了3個重載方法public void loadPatch()/andfix 初始化之后調用 private void loadPatch(Patch patch)/下載補丁完成后調用，addPatch(path) public void loadPatch(String patchName, ClassLoader classLoader)/提供了自定義類加載器的實現 這三個核心都是調用了p

13、ublic synchronized void fix(File file, ClassLoader classLoader, List classes)參看AndfixManager#fixpublic synchronized void fix(File file, ClassLoader classLoader, List<String> classes) if (!mSupport) return; /判斷補丁的簽名 if (!mSecurityChecker.verifyApk(file) / security check fail return; try File op

14、tfile = new File(mOptDir, file.getName(); boolean saveFingerprint = true; if (optfile.exists() / need to verify fingerprint when the optimize file exist, / prevent someone attack on jailbreak device with / Vulnerability-Parasyte. / btw:exaggerated android Vulnerability-Parasyte / /如果本地已經存在補丁文件，則校驗指紋

15、信息 if (mSecurityChecker.verifyOpt(optfile) saveFingerprint = false; else if (!optfile.delete() return; /加載patch文件中的dex final DexFile dexFile = DexFile.loadDex(file.getAbsolutePath(), optfile.getAbsolutePath(), Context.MODE_PRIVATE); if (saveFingerprint) mSecurityChecker.saveOptSig(optfile); ClassLoa

16、der patchClassLoader = new ClassLoader(classLoader) /重寫了ClassLoader的findClass方法 Override protected Class<?> findClass(String className) throws ClassNotFoundException Class<?> clazz = dexFile.loadClass(className, this); if (clazz = null && className.startsWith("com.alipay.eul

17、er.andfix") return Class.forName(className);/ annotation注解class / not found if (clazz = null) throw new ClassNotFoundException(className); return clazz; ; Enumeration<String> entrys = dexFile.entries(); Class<?> clazz = null; while (entrys.hasMoreElements() String entry = entrys.nex

18、tElement(); if (classes != null && !classes.contains(entry) continue;/ skip, not need fix clazz = dexFile.loadClass(entry, patchClassLoader);/獲取有bug的類文件 if (clazz != null) fixClass(clazz, classLoader);/核心- catch (IOException e) Log.e(TAG, "pacth", e); fix>fixclass>replaceMeth

19、od>Andfix#replaceMethod(Method dest,Method src) Native方法private void fixClass(Class<?> clazz, ClassLoader classLoader) /反射找到clazz中的所有方法 Method methods = clazz.getDeclaredMethods(); /MethodReplace的注解 MethodReplace methodReplace; String clz; String meth; for (Method method : methods) /遍歷所有方法，

20、找到有MethodReplace注解的方法，即需要替換的方法 methodReplace = method.getAnnotation(MethodReplace.class);/獲取此方法的注解，有bug的方法生成patch的類中的方法都是有注解的 if (methodReplace = null) continue; clz = methodReplace.clazz(); /獲取注解中的clazz的值 meth = methodReplace.method(); /獲取注解中method的值 if (!isEmpty(clz) && !isEmpty(meth) /找到需

21、要替換的方法后調用replaceMethod替換方法 replaceMethod(classLoader, clz, meth, method); private void replaceMethod(ClassLoader classLoader, String clz, String meth, Method method) try String key = clz + "" + classLoader.toString(); /根據key查找緩存中的數據，該緩存記錄了已經被修復過得class Class<?> clazz = mFixedClass.get

22、(key); if (clazz = null) / class not load /找不到說明該class沒有被修復過，則通過類加載器去加載 Class<?> clzz = classLoader.loadClass(clz); / initialize target class /通過C層改寫accessFlag，把需要替換的類的所有方法(Field)改成了public clazz = AndFix.initTargetClass(clzz);/初始化target class if (clazz != null) / initialize class OK mFixedClas

23、s.put(key, clazz); Method src = clazz.getDeclaredMethod(meth, method.getParameterTypes(); /根據反射拿到有bug的類的方法 /這里是調用了jni，art和dalvik分別執(zhí)行不同的替換邏輯，在cpp進行實現 AndFix.addReplaceMethod(src, method);/替換方法 src是有bug的方法，method是補丁方法 catch (Exception e) Log.e(TAG, "replaceMethod", e); Natvie方法的分析見下面前三步都是一開始

24、初始化時候要做的，而最后一步第四步則是補丁下載好之后再做的step4: 添加PatchpatchManager.addPatch(path)參閱PatchManager#addPatch，最終還是執(zhí)行l(wèi)oadpatchappPatch>copy到andfix默認的文件夾下>執(zhí)行l(wèi)oadPatch(補丁立即生效) public void addPatch(String path) throws IOException File src = new File(path); File dest = new File(mPatchDir, src.getName(); if(!src.ex

25、ists() throw new FileNotFoundException(path); if (dest.exists() Log.d(TAG, "patch " + path + " has be loaded."); return; /這一步很重要，通過這一步將你所下載保存的patch文件，copy到andfix自己默認的文件夾內存的data/data/apatch FileUtil.copyFile(src, dest);/ copy to patch's directory Patch patch = addPatch(dest);

26、if (patch != null) /加載patch 補丁立即生效 loadPatch(patch); 小結一下： 可以看出andfix的核心就是兩大步 - java層 實現加載補丁文件，安全驗證等操作，然后根據補丁匯總的注解找到將要替換的方法，交給Native層去處理替換方法 - native層：利用Java hook的技術來替換要修復的方法附 Native 分析在JNI目錄下 art和darvik文件中andfix.cpp#replaceMethod>art_method_replace.cpp(根據版本)art_method_replace_5_0.cppDalvikDalvik

27、是Google公司自己設計用于Android平臺的Java虛擬機。Dalvik虛擬機是Google等廠商合作開發(fā)的Android移動設備平臺的核心組成部分之一。它可以支持已轉換為 .dex（即Dalvik Executable）格式的Java應用程序的運行，.dex格式是專為Dalvik設計的一種壓縮格式，適合內存和處理器速度有限的系統(tǒng)。Dalvik 經過優(yōu)化，允許在有限的內存中同時運行多個虛擬機的實例，并且每一個Dalvik 應用作為一個獨立的Linux 進程執(zhí)行。獨立的進程可以防止在虛擬機崩潰的時候所有程序都被關閉。ARTAndroid操作系統(tǒng)已經成熟，Google的Android團隊開始

28、將注意力轉向一些底層組件，其中之一是負責應用程序運行的Dalvik運行時。Google開發(fā)者已經花了兩年時間開發(fā)更快執(zhí)行效率更高更省電的替代ART運行時。 ART代表Android Runtime，其處理應用程序執(zhí)行的方式完全不同于Dalvik，Dalvik是依靠一個Just-In-Time (JIT)編譯器去解釋字節(jié)碼。開發(fā)者編譯后的應用代碼需要通過一個解釋器在用戶的設備上運行，這一機制并不高效，但讓應用能更容易在不同硬件和架構上運 行。ART則完全改變了這套做法，在應用安裝時就預編譯字節(jié)碼到機器語言，這一機制叫Ahead-Of-Time (AOT）編譯。在移除解釋代碼這一過程后，應用程序執(zhí)

29、行將更有效率，啟動更快。-優(yōu)缺點ART優(yōu)點：1、系統(tǒng)性能的顯著提升。2、應用啟動更快、運行更快、體驗更流暢、觸感反饋更及時。3、更長的電池續(xù)航能力。4、支持更低的硬件。ART缺點：1、更大的存儲空間占用，可能會增加10%-20%。2、更長的應用安裝時間?？偟膩碚fART的功效就是“空間換時間”。其他重要函數PatchManage#removeAllPatch()這個函數是在PatchManage#init(viersin) verision不同時調用的方法一樣，清空補丁目錄文件，這在做保護的時候十分重要。 public void removeAllPatch() cleanPatch(); Sh

30、aredPreferences sp = mContext.getSharedPreferences(SP_NAME, Context.MODE_PRIVATE); sp.edit().clear().commit();比如在laodPatch,包括初始化的時候patchManager.loadPatch()和patchManager.addPatch(其實也是調用loadpath)public void loadPatch() mLoaders.put("*", mContext.getClassLoader();/ wildcard Set<String>

31、patchNames; List<String> classes; for (Patch patch : mPatchs) patchNames = patch.getPatchNames(); for (String patchName : patchNames) classes = patch.getClasses(patchName);/獲取patch對用的class類集合 mAndFixManager.fix(patch.getFile(), mContext.getClassLoader(), classes);/核心-修復bug方法 因此需要在以下兩處做好保護publi

32、c void starAndfix() try mPatchManager = new PatchManager(context); mPatchManager.init(BuildConfig.VERSION_NAME);/更換版本號，補丁會被清除 AppLog.d(TAG, "inited."); mPatchManager.loadPatch(); requestHotFixServer(lastSign); catch (Throwable throwable) mPatchManager.removeAllPatch(); AppLog.d(TAG, "

33、outer catch error remove apatch"); try mPatchManager.addPatch(context.getFilesDir() + "/" + DIR + APATCH_PATH); catch (Throwable throwable) mPatchManager.removeAllPatch(); AppLog.d(TAG, "inner catch error remove apatch"); 補丁原理apkPatch工具解析apkpatch是一個jar包，并沒有開源出來，我們可以使用JD-GUI來

34、查看其源碼。首先找到Main.class 位于com.euler.patch包下，找到main方法 Main#97public static void main(final String args) . /根據上面命令輸入拿到參數 ApkPatch apkPatch = new ApkPatch(from, to, name, out, keystore, password, alias, entry); apkPatch.doPatch();>ApkPatch#doPatch public void doPatch() try /生成smail文件夾 File smaliDir = n

35、ew File(this.out, "smali"); if (!smaliDir.exists() smaliDir.mkdir(); try FileUtils.cleanDirectory(smaliDir); catch (IOException e) throw new RuntimeException(e); /新建diff.dex文件 File dexFile = new File(this.out, "diff.dex"); if (dexFile.exists() && (!dexFile.delete() throw

36、new RuntimeException("diff.dex can't be removed."); /新建diff.apatch文件 File outFile = new File(this.out, "diff.apatch"); if (outFile.exists() && (!outFile.delete() throw new RuntimeException("diff.apatch can't be removed."); /第一步：拿到兩個apk文件對比，對比信息寫入DiffInfo

37、 DiffInfo info = new DexDiffer().diff(this.from, this.to); /第二步：將對比結果info寫入.smail文件中，然后打包成dex文件 this.classes = buildCode(smaliDir, dexFile, info); /第三步：將生成的dex文件寫入jar包，并根據輸入的簽名信息進行簽名生成diff.apatch文件 build(outFile, dexFile); /第四步：將diff.apatch文件重命名 release(this.out, dexFile, outFile); catch (Exception

38、e) e.printStackTrace();代碼翻譯一下：對比apk文件，得到所需信息將結果打包為apatch文件主要的就是對比文件信息的DexDiffer().diff(this.from, this.to)方法>diff#DexDiffer#diffpublic DiffInfo diff(File newFile, File oldFile)throws IOException/提取新apk的dex文件DexBackedDexFile newDexFile = DexFileFactory.loadDexFile(newFile, 19, true);/提取舊apk的dex文件D

39、exBackedDexFile oldDexFile = DexFileFactory.loadDexFile(oldFile, 19, true);DiffInfo info = DiffInfo.getInstance();boolean contains = false;for (DexBackedClassDef newClazz : newDexFile.getClasses() Set oldclasses = oldDexFile .getClasses(); for (DexBackedClassDef oldClazz : oldclasses) /對比相同的方法，存儲為修改

40、的方法 if (newClazz.equals(oldClazz) /對比class文件的變量 compareField(newClazz, oldClazz, info); /對比class的方法，如果同一個類中沒有相同的方法，則判斷為新增方法(后面方法) compareMethod(newClazz, oldClazz, info); contains = true; break; if (!contains) info.addAddedClasses(newClazz); return info;從這段代碼可以看出dex diff得到兩個apk文件的差別信息，變量和方法變量public

41、void addAddedFields(DexBackedField field) this.addedFields.add(ield);throw new RuntimeException("can,t add new Field:" + field.getName() + "(" + field.getType() + "), " + "in class :" + field.getDefiningClass(); public void addModifiedFields(DexBackedField fie

42、ld) this.modifiedFields.add(field); throw new RuntimeException("can,t modified Field:" + field.getName() + "(" + field.getType() + "), " + "in class :" + field.getDefiningClass();可以看出不支持增加成員變量，也不支持修改成員變量。方法public void addAddedMethods(DexBackedMethod method) Sy

43、stem.out.println("add new Method:" + method.getReturnType() + " " + method.getName() + "(" + Formater.formatStringList(method.getParameterTypes() + ") in Class:" + method.getDefiningClass();this.addedMethods.add(method);if (!this.modifiedClasses.contains(metho

44、d.classDef) this.modifiedClasses.add(method.classDef);public void addModifiedMethods(DexBackedMethod method) System.out.println("add odified Method:" + method.getReturnType() + " " + method.getName() + "(" + Formater.formatStringList(method.getParameterTypes() + ") in Class:" + method.getDefiningClass();this.modifiedMethods.add(method);if (!this.modifiedClasses.contains(method.classDef) th