简单的代理Hook实现

代理Hook

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startActivity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startActivity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startActivity的调用链，找出合适的Hook点。我们知道对于Context.startActivity（Activity.startActivity的调用链与之不同），由于Context的实现实际上是ContextImpl;我们看ConetxtImpl类的startActivity方法：

@Override
public void startActivity(Intent intent, Bundle options) {
     ...
     mMainThread.getInstrumentation().execStartActivity(
         getOuterContext(), mMainThread.getApplicationThread(), null,(Activity)null, intent, -1, options);
}

这里，实际上使用了ActivityThread类的mInstrumentation成员的execStartActivity方法；注意到，ActivityThread 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mInstrumentation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？ActivityThread类里面有一个静态方法currentActivityThread可以帮助我们拿到这个对象类；但是ActivityThread是一个隐藏类，我们需要用反射去获取，代码如下：

// 先获取到当前的ActivityThread对象
Class<?> activityThreadClass = Class.forName("android.app.ActivityThread");
Method currentActivityThreadMethod = activityThreadClass.getDeclaredMethod("currentActivityThread");
currentActivityThreadMethod.setAccessible(true);
Object currentActivityThread = currentActivityThreadMethod.invoke(null);

拿到这个currentActivityThread之后，我们需要修改它的mInstrumentation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Instrumentation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。（cglib可以做到基于类的动态代理，这里先不介绍）

public class EvilInstrumentation extends Instrumentation {

    private static final String TAG = "EvilInstrumentation";

    // ActivityThread中原始的对象, 保存起来
    Instrumentation mBase;

    public EvilInstrumentation(Instrumentation base) {
        mBase = base;
    }

    public ActivityResult execStartActivity(
            Context who, IBinder contextThread, IBinder token, Activity target,
            Intent intent, int requestCode, Bundle options) {
        // Hook之前, XXX到此一游!
        Log.e("sck", "执行了startActivity, 参数如下: " + "who = [" + who + "], " +
                "contextThread = [" + contextThread + "], token = [" + token + "], " +
                "target = [" + target + "], intent = [" + intent +
                "], requestCode = [" + requestCode + "], options = [" + options + "]");

        // 开始调用原始的方法, 调不调用随你,但是不调用的话, 所有的startActivity都失效了.
        // 由于这个方法是隐藏的,因此需要使用反射调用;首先找到这个方法
        try {
            Method execStartActivity = Instrumentation.class.getDeclaredMethod(
                    "execStartActivity",
                    Context.class, IBinder.class, IBinder.class, Activity.class,
                    Intent.class, int.class, Bundle.class);
            execStartActivity.setAccessible(true);
            return (ActivityResult) execStartActivity.invoke(mBase, who,
                    contextThread, token, target, intent, requestCode, options);
        } catch (Exception e) {
            // 某该死的rom修改了  需要手动适配
            throw new RuntimeException("do not support!!! pls adapt it");
        }
    }
}

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：

public static void attachContext() throws Exception {
        // 先获取到当前的ActivityThread对象
        Class<?> activityThreadClass = Class.forName("android.app.ActivityThread");
        Method currentActivityThreadMethod = activityThreadClass.getDeclaredMethod("currentActivityThread");
        currentActivityThreadMethod.setAccessible(true);
        //currentActivityThread是一个static函数所以可以直接invoke，不需要带实例参数
        Object currentActivityThread = currentActivityThreadMethod.invoke(null);

        // 拿到原始的 mInstrumentation字段
        Field mInstrumentationField = activityThreadClass.getDeclaredField("mInstrumentation");
        mInstrumentationField.setAccessible(true);
        Instrumentation mInstrumentation = (Instrumentation) mInstrumentationField.get(currentActivityThread);

        // 创建代理对象
        Instrumentation evilInstrumentation = new EvilInstrumentation(mInstrumentation);

        // 偷梁换柱
        mInstrumentationField.set(currentActivityThread, evilInstrumentation);
    }

Activity中的代码：

@Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);

        // TODO: 16/1/28 支持Activity直接跳转请在这里Hook
        // 家庭作业,留给读者完成.

        Button tv = new Button(this);
        tv.setText("测试界面");

        setContentView(tv);

        tv.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_VIEW);
                intent.addFlags(Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK);
                intent.setData(Uri.parse("http://www.baidu.com"));

                // 注意这里使用的ApplicationContext 启动的Activity
                // 因为Activity对象的startActivity使用的并不是ContextImpl的mInstrumentation
                // 而是自己的mInstrumentation, 如果你需要这样, 可以自己Hook
                // 比较简单, 直接替换这个Activity的此字段即可.
                getApplicationContext().startActivity(intent);
            }
        });
    }

    @Override
    protected void attachBaseContext(Context newBase) {
        super.attachBaseContext(newBase);
        Log.e("sck", "attachBaseContext");
        try {
            // 在这里进行Hook
            HookHelper.attachContext();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

整个Hook过程简要总结如下：

1. 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。
2. 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。
3. 偷梁换柱——用代理对象替换原始对象