Android打开插件中Activity的实现原理
摘要
Android打开插件Activity的方式有很多种，类名固定的可以使用预注册的方式。代理也是一种很好的方式，同时代理的方式也可以用于打开插件中的Service。这两种方式在之前的博客中都有分享：
- 预注册的方式打开插件Activity：http://blog.csdn.net/h28496/article/details/49966503
- 代理的方式打开插件中的Activity：http://blog.csdn.net/h28496/article/details/50414873
这两种方式都有一些弊端，这篇文章要分享的是如何更好地打开插件中的Activity，采用Instrumentation注入的方式。
1. Activity是如何被实例化的
1.1 在哪一个类、哪一个方法中实例化的
当开发者实现一个Activity时，不能自己添加一个带参数的构造方法。如果添加了，也需要实现一个无参构造方法。原因是在调用Context.startActivity(…)后，系统会利用反射的方式根据activityClass实例化一个Activity对象:
Activity activity = (Activity)clazz.newInstance();其中clazz就是传入的Activity的子类。这一行代码是在Instrumentaion.java中的newActivity(…)方法中的。也就是说，Activity的实例化是在Instrumentation这个类里面，通过反射的方式进行的。
1.2 谁持有了Instrumentation的引用
每个Activity对象都持有了一个mInstrumentation的变量，该变量并不是Activity自己创建的，而是由ActivityThread传递给Activity的。而在ActivityThread中，持有了一个名为mInstrumentation的变量。因此，创建Activity的Instrumentation的对象，是被ActivityThread持有着。
2. 如何偷梁换柱打开插件的Activity
2.1 Activity是否在AndroidManifest.xml注册的校验
如果一个Activity没有注册，想要打开它，会抛出异常：
Unable to find explicit activity class XXXXActivity have you declared this activity in your AndroidManifest.xml?
这个异常是Instrumentation的checkStartActivityResult方法中抛出的：
/** @hide */
public static void checkStartActivityResult(int res, Object intent) {
if (res >= ActivityManager.START_SUCCESS) {
return;
}
switch (res) {
case ActivityManager.START_INTENT_NOT_RESOLVED:
case ActivityManager.START_CLASS_NOT_FOUND:
if (intent instanceof Intent && ((Intent)intent).getComponent() != null)
throw new ActivityNotFoundException(
"Unable to find explicit activity class "
+ ((Intent)intent).getComponent().toShortString()
+ "; have you declared this activity in your AndroidManifest.xml?");
throw new ActivityNotFoundException(
"No Activity found to handle " + intent);
...（以下省略）
}
}很明显的一件事，插件中的Activity是没有在AndroidManifest.xml中注册的，直接打开肯定抛异常崩溃。读者可能会想：我要是直接重写这个方法，不管什么情况全部不抛异常，校验不就通过了吗？但是很抱歉，这个方法是static类型的，子类无法重写。这个条件我们没有办法解决，只能绕过去。
2.2 如何绕过Activity的注册校验
Instrumentation有一个很重要的事：checkStartActivityResult(…)方法 是在 newActivity(…)方法之前执行的。请看这两个信息：
- 当开发者使用一个已经注册过的Activity去接受校验时，肯定能通过校验；
- 实例化出来的Activity一定是经过校验的那一个Activity吗？不一定。
让我们看一下Instrumentation#newActivity(…)方法的具体实现(有两个重载实现)：
第一个：
public Activity newActivity(Class<?> clazz, Context context,
IBinder token, Application application, Intent intent, ActivityInfo info,
CharSequence title, Activity parent, String id,
Object lastNonConfigurationInstance) throws InstantiationException,
IllegalAccessException {
Activity activity = (Activity)clazz.newInstance();
ActivityThread aThread = null;
activity.attach(context, aThread, this, token, 0, application, intent,
info, title, parent, id,
(Activity.NonConfigurationInstances)lastNonConfigurationInstance,
new Configuration(), null);
return activity;
}第二个：
public Activity newActivity(ClassLoader cl, String className,
Intent intent)
throws InstantiationException, IllegalAccessException,
ClassNotFoundException {
return (Activity)cl.loadClass(className).newInstance();
}注意参数列表中有一个 Intent intent 参数，这个参数就是我们在startActivity(Intent intent);传入的那个intent。两个重载方法的参数列表中都包含了这个intent。
所以绕过注册验证的思路大致就出来了：
- 第一步：
Intent intent = new Intent(this, 某个已经注册的ActivityA);
intent.putString(“插件中的的Activity的类名”); - 系统在接受startActivity后，校验”已经注册Activity”是否注册，结果肯定是已经注册，顺利通过；
- 接着来到newActivity(…)方法准备实例化Activity
我们通过反射的方式，事先替换掉newActivity(…)方法，改为我们自己的方法。在我们自己的newActivity方法中做以下工作：
最后将pluginActivity就打开我们插件中的Activity了。修改后的代码如下：
其中，SonaInner.getRelayActivity() 就是事先约定好的中继Activity，也就是上面说得ActivityA。
另外，PluginManager.loadClassFromPlugin(…) 方法可以简单理解为是Class.forName()
package com.mzdxl.sona.hooks;
import android.app.Activity;
import android.app.Application;
import android.content.Context;
import android.content.Intent;
import android.content.pm.ActivityInfo;
import android.content.res.AssetManager;
import android.content.res.Resources;
import android.os.Bundle;
import android.os.IBinder;
import android.view.ContextThemeWrapper;
import com.mzdxl.sona.Log;
import com.mzdxl.sona.PluginManager;
import com.mzdxl.sona.SonaInner;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
/**
* @author 郑海鹏
* @since 2016/5/16 21:57
*/
public class InstrumentationHook extends android.app.Instrumentation{
/* -------------------------------------------------------------
Fields
------------------------------------------------------------- */
public static final String PLUGIN_ACTIVITY_NAME = "plugin_activity";
public static final String PLUGIN_PATH = "plugin_path";
protected String pluginPath;
/* -------------------------------------------------------------
System Override / Implements Methods
------------------------------------------------------------- */
@Override
public Activity newActivity(Class<?> clazz, Context context,
IBinder token, Application application, Intent intent, ActivityInfo info,
CharSequence title, Activity parent, String id,
Object lastNonConfigurationInstance) throws InstantiationException,
IllegalAccessException {
Log.i("CustomInstrumentation#newActivity 执行了！code 1");
Activity handleResult = createActivity(intent);
if (handleResult != null){
return handleResult;
}
return super.newActivity(clazz, context, token, application, intent, info, title, parent, id, lastNonConfigurationInstance);
}
@Override
public Activity newActivity(ClassLoader cl, String fromClassName, Intent intent) throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {
Log.i("CustomInstrumentation#newActivity 执行了！code 2");
Activity handleResult = createActivity(intent);
if (handleResult != null){
handleResult.attach(context, null, this, token, 0, application, intent,
info, title, parent, id,
(Activity.NonConfigurationInstances)lastNonConfigurationInstance,
new Configuration(), null);
return handleResult;
}`
return super.newActivity(cl, fromClassName, intent);
}
@Override
public void callActivityOnCreate(Activity activity, Bundle icicle) {
super.callActivityOnCreate(activity, icicle);
injectResources(activity);
}
/* -------------------------------------------------------------
Methods
------------------------------------------------------------- */
/**
* 根据Intent中的class判断是否存在中继Activity，如果目标Activity是中继Activity则打开插件
*/
@SuppressWarnings("unchecked")
protected Activity createActivity(Intent intent){
SonaInner.checkInit();
// 获得Intent中要打开的Activity
String className = intent.getComponent().getClassName();
// 判断该Activity是否是中继Activity
if (SonaInner.getRelayActivity().getName().equals(className)) {
// 如果是中继Activity，取出真实想启动的插件的Activity的类名、插件的位置
String pluginActivityName = intent.getStringExtra(PLUGIN_ACTIVITY_NAME);
pluginPath = intent.getStringExtra(PLUGIN_PATH);
// 实例化Activity
Class<? extends Activity> PluginActivity;
try {
if (pluginPath == null){
// 如果插件保存地址为null，不从插件中找
PluginActivity = (Class<? extends Activity>) Class.forName(pluginActivityName);
}else{
PluginActivity = PluginManager.loadClassFromPlugin(getContext(), pluginPath, pluginActivityName);
}
return PluginActivity == null ? null : PluginActivity.newInstance();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
Log.e("Intent中传入的插件的Class名无法实例化， 或者Class名不是一个Activity的类名，或者对应插件中不包含这个Activity。");
}
}
return null;
}
/**
* 注入插件的资源
*/
protected void injectResources(Activity activity){
if (pluginPath == null){
return;
}
// 获取Activity的Resource资源
Resources hostResource = activity.getApplication().getResources();
// 获取插件的Resource
try {
// 获得系统assetManager
AssetManager assetManager = AssetManager.class.newInstance();
// 将插件地址添加到资源地址
Method method_addAssetPath = AssetManager.class.getDeclaredMethod("addAssetPath", String.class);
method_addAssetPath.setAccessible(true);
method_addAssetPath.invoke(assetManager, pluginPath);
// 获得新的完整的资源
Resources resources = new Resources(assetManager, hostResource.getDisplayMetrics(), hostResource.getConfiguration());
Field field_mResources = ContextThemeWrapper.class.getDeclaredField("mResources");
field_mResources.setAccessible(true);
field_mResources.set(activity, resources);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
Log.e("复制插件Resource时出现异常");
}
}
}
2.3 如何用自己的newActivity方法替换系统方法
在1.2中已经提到了，Instrumentation的对象是保存在ActivityThread里的。很不幸，ActivityThread对象我们无法直接获得到，同时连ActivityThread这个类我们在代码中都不能直接调用。ActivityThread有一个静态方法：
public static ActivityThread currentActivityThread() {
return sCurrentActivityThread;
}该方法返回了当前的ActivityThread。
我们可以通过反射的方式，先获得ActivityThread，再获得currentActivityThread方法，最后调用这个方法就可以获得ActivityThread的变量（设为activityThread）了。最后把我们自己的Instrumentation对象替换掉activityThread里的mInstrumentation就可以了。代码如下：
其中：
- ActivityThread_method_currentActivityThread 就是ActivityThread的currentActivityThread方法；
- activityThread就是当前的ActivityThread。
- InstrumentationHook 是我们自定义的Instrumentaion，修改了系统的newActivity。
package com.mzdxl.sona;
import android.content.res.AssetManager;
import com.mzdxl.sona.hooks.InstrumentationHook;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
/**
* @author 郑海鹏
* @since 2016/5/17 10:25
*/
public class HookManager {
/* -------------------------------------------------------------
Fields
------------------------------------------------------------- */
static Class<?> ActivityThread;
static Method ActivityThread_method_currentActivityThread;
static Object obj_activityThread;
static Method AssetManager_method_addAssetPath;
/* -------------------------------------------------------------
Static Methods
------------------------------------------------------------- */
/**
* 初始化操作，获得一些基本的类、变量、方法等。
*/
public static void init() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException {
// 获得ActivityThread类
ActivityThread = Class.forName("android.app.ActivityThread");
// 获得ActivityThread#currentActivityThread()方法
ActivityThread_method_currentActivityThread = ActivityThread.getDeclaredMethod("currentActivityThread");
// 根据currentActivityThread方法获得ActivityThread对象
obj_activityThread = ActivityThread_method_currentActivityThread.invoke(ActivityThread);
// 获得AssetManager#addAssetPath()方法
AssetManager_method_addAssetPath = AssetManager.class.getDeclaredMethod("addAssetPath", String.class);
AssetManager_method_addAssetPath.setAccessible(true);
}
/**
* 注入Sona的Instrumentation
*/
public static void injectInstrumentation() throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
Log.i("开始注入Sona的Instrumentation。");
// 获得ActivityThread类中的Instrumentation字段
Field field_instrumentation = obj_activityThread.getClass().getDeclaredField("mInstrumentation");
field_instrumentation.setAccessible(true);
// 创建出一个新的Instrumentation
InstrumentationHook obj_custom_instrumentation = new InstrumentationHook();
// 用Instrumentation字段注入Sona的Instrumentation变量
field_instrumentation.set(obj_activityThread, obj_custom_instrumentation);
}
}
最后我们需要在自己Application中的onCreate()方法中调用HookManager.init() 和 HookManager.injectInstrumentation()就可以替换为我们自己的Instrumentation了。
如果读者不太清楚如何加载插件中的类到内存中等细节，可以参考前面两篇文章。
- 预注册的方式打开插件Activity：http://blog.csdn.net/h28496/article/details/49966503
- 代理的方式打开插件中的Activity：http://blog.csdn.net/h28496/article/details/50414873
作者：H28496 发表于2016/9/14 3:04:30 原文链接
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