热修复 - Tinker多渠道加固配置

Posted 2022-09-15 GitLqr

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一、问题

腾讯的热修复方案 Tinker 为加固应用提供了支持，需要在 gradle 脚本中，通过 isProtectedApp 配置当前的基准包（base apk）是否为加固 apk ，而这个配置是全局性的，Tinker 没有为多渠道提供单独的配置，这意味着，如果你的 app 工程在各个渠道不是全部统一使用加固或非加固的话，那么在为线上 apk 制作补丁包时，你不得不总要考虑是否需要修改 isProtectedApp 的值。为了提升工作效率，确保产出的补丁准确无误，非常有必要固化各渠道 isProtectedApp 的值。

二、摸索

先来初步认识一下 isProtectedApp ，它的作用是什么？下面是官方 demo tinker-sample-android 中对 isProtectedApp 的注释：

tinkerPatch 
    buildConfig 
        ...
        /**
         * optional, default 'false'
         * Whether tinker should treat the base apk as the one being protected by app
         * protection tools.
         * If this attribute is true, the generated patch package will contain a
         * dex including all changed classes instead of any dexdiff patch-info files.
         */
        isProtectedApp = false // 是否使用加固模式，仅仅将变更的类合成补丁。注意，这种模式仅仅可以用于加固应用中。
    
    ...

代码出自：https://github.com/Tencent/tinker/blob/master/tinker-sample-android/app/build.gradle

翻译过来就是说，isProtectedApp 的值是可选的，默认为 false；作用是让 Tinker 知道是否应该将基准包（base apk）视为被加固工具加固过的受保护的 apk；如果值为 true ，则生成的补丁包将是 一个包含所有变更过的 class 的 dex 文件，而不是那些 dexdiff 补丁信息文件。简而言之，就是生成的补丁包文件会有不同。

接下来是要搞清楚 isProtectedApp 在 Tinker 内部是怎么用的，为了搞清这个问题，我 clone 了一份 Tinker 源码，研究了一下补丁的生成过程，下面是关键流程的分析与结论。

1、TinkerPatchPlugin

我们在生成补丁时，需要在 Gradle 面板中执行 tinkerPatchXXX 任务（比如：tinkerPatchRelease、tinkerPatchXiaomiRelease），然后等待 tinker 帮我们生成对应渠道的补丁包即可。该功能由 Tinker 开发的 Gradle 插件提供，对应的插件类就是 TinkerPatchPlugin ，源码如下：

class TinkerPatchPlugin implements Plugin<Project> 

    @Override
    public void apply(Project project) 
        ...
        mProject.afterEvaluate 
        ...
        android.applicationVariants.all  ApkVariant variant ->
            ...
            // 创建 tinkerPatchXXX 任务
            TinkerPatchSchemaTask tinkerPatchBuildTask = mProject.tasks.create("tinkerPatch$capitalizedVariantName", TinkerPatchSchemaTask)
            tinkerPatchBuildTask.signConfig = variant.signingConfig

            variant.outputs.each  variantOutput ->
                // setPatchNewApkPath() 内部有这么一段代码，作用是让 tinkerPatchXXX 任务 依赖于 assembleXXX 任务：
                // tinkerPatchBuildTask.dependsOn Compatibilities.getAssembleTask(mProject, variant)
                setPatchNewApkPath(configuration, variantOutput, variant, tinkerPatchBuildTask)
                setPatchOutputFolder(configuration, variantOutput, variant, tinkerPatchBuildTask)
                ...
            
        
    

从上面的源码中，可以得知以下几点：

• tinkerPatchXXX 任务的具体实现在 TinkerPatchSchemaTask 类中。
• tinkerPatchXXX 任务依赖 assembleXXX 任务，所以每次打补丁时，都会重新 build 一次。

2、TinkerPatchSchemaTask

来看看 tinkerPatchXXX 任务的具体实现类 TinkerPatchSchemaTask：

public class TinkerPatchSchemaTask extends DefaultTask 
    @Internal
    TinkerPatchExtension configuration

    TinkerPatchSchemaTask() 
        ...
        configuration = project.tinkerPatch
    

    @TaskAction
    def tinkerPatch() 
        InputParam.Builder builder = new InputParam.Builder()
        ...
        for (def i = 0; i < newApks.size(); ++i) 
            ...
            builder.setOldApk(oldApk.getAbsolutePath())
                    .setNewApk(newApk.getAbsolutePath())
                    ...
                    .setIsProtectedApp(configuration.buildConfig.isProtectedApp)
            InputParam inputParam = builder.create()
            Runner.gradleRun(inputParam)
            ...
        
    

在 Gradle 中，一般任务（Task）会有继承自 DefaultTask，被 @TaskAction 修饰的方法就是任务的执行逻辑。TinkerPatchSchemaTask 中被 @TaskAction 修饰的方法是 tinkerPatch() ，它就是 tinkerPatchXXX 任务的具体实现。在该方法中，我们看到了 isProtectedApp 被赋值到 InputParam 实例中，然后传递给 Runner.gradleRun(inputParam)。

3、Runner

跟进到 Runner 类中，可以看到 inputParam 最终会被 Runner 实例的 mConfig 持有：

public class Runner 
    protected Configuration mConfig;

    public static void gradleRun(InputParam inputParam) 
        Runner m = new Runner(true);
        m.run(inputParam);
    

    private void run(InputParam inputParam) 
        loadConfigFromGradle(inputParam);
        tinkerPatch();
    

    private void loadConfigFromGradle(InputParam inputParam) 
        ...
        mConfig = new Configuration(inputParam);
    

而 Runner.gradleRun(inputParam) 通过 run() 方法最终会触发到 tinkerPatch() 方法：

public class Runner 
	protected Configuration mConfig;
	...
	protected void tinkerPatch() 
        Logger.d("-----------------------Tinker patch begin-----------------------");

        Logger.d(mConfig.toString());
        try 
            //gen patch
            ApkDecoder decoder = new ApkDecoder(mConfig);
            decoder.onAllPatchesStart();
            decoder.patch(mConfig.mOldApkFile, mConfig.mNewApkFile);
            decoder.onAllPatchesEnd();

            //gen meta file and version file
            PatchInfo info = new PatchInfo(mConfig);
            info.gen();

            //build patch
            PatchBuilder builder = new PatchBuilder(mConfig);
            builder.buildPatch();

         catch (Throwable e) 
            goToError(e, ERRNO_USAGE);
        

        Logger.d("Tinker patch done, total time cost: %fs", diffTimeFromBegin());
        Logger.d("Tinker patch done, you can go to file to find the output %s", mConfig.mOutFolder);
        Logger.d("-----------------------Tinker patch end-------------------------");
    

这个 tinkerPatch() 就是 Tinker 生成补丁包的核心方法了，分为 3 大部分：

• ApkDecoder：管理各 Decoder 协同生成补丁文件（manifestDecoder、dexPatchDecoder、soPatchDecoder、resPatchDecoder）
• PatchInfo.gen()：生成 meta 文件和 version 文件
• PatchBuilder.buildPatch()：将上面的 补丁文件 和 信息文件 打包成补丁包、签名

而用到 isProtectedApp 的地方有两处，分别在 ApkDecoder、PatchInfo。

4、UniqueDexDiffDecoder & DexDiffDecoder

ApkDecoder 管理了各个 Decoder，其中，dexPatchDecoder 是 UniqueDexDiffDecoder 实例：

public class ApkDecoder extends BaseDecoder 
    private final UniqueDexDiffDecoder dexPatchDecoder;

    public ApkDecoder(Configuration config) throws IOException 
        dexPatchDecoder = new UniqueDexDiffDecoder(config, prePath + TypedValue.DEX_META_FILE, TypedValue.DEX_LOG_FILE);
        ...
    


public class UniqueDexDiffDecoder extends DexDiffDecoder 
    ...

而 UniqueDexDiffDecoder 继承自 DexDiffDecoder，dex 补丁生成的核心逻辑在 DexDiffDecoder 中：

public class DexDiffDecoder extends BaseDecoder 
    @Override
    public void onAllPatchesEnd() throws Exception 
        ...
        if (config.mIsProtectedApp) 
            // 对于加固app，则将变更的类以及相关信息写入到 patch dex
            generateChangedClassesDexFile();
         else 
            // 对于非加固app，则使用 dexdiff 算法生成 patch dex，补丁包更小
            generatePatchInfoFile();
        
        ...
    

在 DexDiffDecoder 的 onAllPatchesEnd() 方法中使用到了 isProtectedApp，用于分别对加固和非加固的基准包（base apk）生成 dex 补丁文件，不过，generateChangedClassesDexFile() 与 generatePatchInfoFile() 具体实现细节这里不展开，有兴趣的可以自己研究下，两者的区别看上述代码注释即可，这就是官方对 isProtectedApp 解释对应到的具体代码位置。

5、PatchInfo & PatchInfoGen

最后来看看另一处使用 isProtectedApp 的地方，PatchInfo 是 PatchInfoGen 的包装类，PatchInfo.gen() 方法最终调用的 PatchInfoGen.gen()：

public class PatchInfo 

    private final PatchInfoGen infoGen;

    public PatchInfo(Configuration config) 
        infoGen = new PatchInfoGen(config);
    

    /**
     * gen the meta file txt
     * such as rev, version ...
     * file version, hotpatch version class
     */
    public void gen() throws Exception 
        infoGen.gen();
    


public class PatchInfoGen 
	...
    public void gen() throws Exception 
        addTinkerID();
        addProtectedAppFlag();
        ...
    

    private void addProtectedAppFlag() 
        // If user happens to specify a value with this key, just override it for logic correctness.
        config.mPackageFields.put(TypedValue.PKGMETA_KEY_IS_PROTECTED_APP, config.mIsProtectedApp ? "1" : "0");
    

在 PatchInfoGen.gen() 方法中调用了 addProtectedAppFlag() 方法，将 boolean 类型的 isProtectedApp 转换为数字 0 或 1，最终会保存到 package_meta.txt 文件中。

三、解决方案

通过上面的源码分析，可以知道在生成补丁时，isProtectedApp 的两个作用：

• 供 DexDiffDecoder 判断具体的 dex 补丁生成方式
• 供 PatchInfoGen 确定 is_protected_app 的值，最后记录在 package_meta.txt 文件中

另外，在上述流程中，可以发现各环节使用的 isProtectedApp 的值，归根到底均来源于一处，即 TinkerPatchSchemaTask 类中的 configuration 属性，而 configuration 又是 project.tinkerPatch 的引用：

public class TinkerPatchSchemaTask extends DefaultTask 
    @Internal
    TinkerPatchExtension configuration

    TinkerPatchSchemaTask() 
        ...
        configuration = project.tinkerPatch
    

别忘了，TinkerPatchSchemaTask 对应的是 tinkerPatchXXX 任务，如果我们能在 tinkerPatchXXX 任务执行前，篡改掉 project.tinkerPatch 中 isProtectedApp 的值，那么后续各环节中所使用的就是被篡改后的 isProtectedApp 了。为了实现该功能，需要用到 Gradle 提供的 Task 相关的几个方法：

• tasks.findByName()：通过任务名字精确获取到对应的 task。
• task.doFirst：在 doFirst 闭包中编写的代码逻辑，会被放到 task 的执行阶段的最前面。
• afterEvaluate：配置阶段完成后的监听回调。

结合上述几个 api，最终的 Gradle 代码如下：

apply from: 'configure/script/tinkerconfig.gradle' // Tinker 的 gradle 配置，同官方Demo

// 注意：以下代码必须放在 Tinker 配置之后，否则 tasks.findByName 找不到 tinkerPatchXXX 任务
afterEvaluate 
    android.applicationVariants.all  variant ->
        // println "tinkerPatchTask ----> $tasks.findByName("tinkerPatch$variant.name.capitalize()")"
        tasks.findByName("tinkerPatch$variant.name.capitalize()").doFirst 

            // 打印原本的 project.tinkerPatch.buildConfig 信息
            println "original project.tinkerPatch --> $project.tinkerPatch.buildConfig"

            // 渠道区分，xiaomi渠道的 base apk 会加固，其他渠道不加固
            def isProtectedApp
            if (variant.name.startsWith("xiaomi")) 
                isProtectedApp = true
             else 
                isProtectedApp = false
            

            println "change $variant.name's `isProtectedApp` --> $isProtectedApp"
            project.tinkerPatch.buildConfig.isProtectedApp = isProtectedApp
        
    

四、方案优化

上述代码中，isProtectedApp 的赋值部分属于硬编码，还是有优化的空间的，你可以使用函数，结合闭包组合的方式，将 isProtectedApp 的赋值提前到 productFlavors 配置阶段，比如：

// build.gradle
apply from: 'configure/script/basic.gradle'
android 
    productFlavors 
        xiaomi profileCommon(
            isProtectedApp: true
        ) >> 
            buildConfigField "String", "USER_ID", '"GitLqr"'
        

        googlePlay profileCommon(
            isProtectedApp: false
        ) >> 
            buildConfigField "String", "USER_ID", '"CharyLin"'
        
    

这样效果是不是更加直观了呢？下面是 basic.gradle 脚本中的代码：

// basic.gradle
project.ext.variantIsProtectedAppMap = [:]
project.ext.profileCommon =  profiles = [:] ->
    return 
        def flavorName = delegate.name
        android.buildTypes.forEach 
            def variant = flavorName + it.name.capitalize() // xiaomiRelease
            project.ext.variantIsProtectedAppMap[variant] = profiles.getOrDefault('isProtectedApp', false)
        
    


apply from: 'configure/script/tinkerconfig.gradle'
afterEvaluate 
    android.applicationVariants.all  variant ->
        // println "tinkerPatchTask ----> $tasks.findByName("tinkerPatch$variant.name.capitalize()")"
        tasks.findByName("tinkerPatch$variant.name.capitalize()").doFirst 
            println "original project.tinkerPatch --> $project.tinkerPatch.buildConfig"
            def isProtectedApp = variantIsProtectedAppMap[variant.name]
            println "change $variant.name's `isProtectedApp` --> $isProtectedApp"
            project.tinkerPatch.buildConfig.isProtectedApp = isProtectedApp
        
    

至此，Tinker 的多渠道加固配置问题就解决了。如果你对 Gradle 的语法、插件、任务等概念不熟悉，可以阅读下列文章来学习 Gradle：

• Gradle 专题：https://blog.csdn.net/csdn_lqr/category_9283613.html

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