基于cydia Hook在线热修复补丁方案

Posted Jarlene

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了基于cydia Hook在线热修复补丁方案相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

最近的在线热补丁修复的讨论相当激烈,从Xopsed到Dexposed,再到AndFix,再到QQ空间团队的Class补丁。可谓是各有特色。本文讨论的是基于Cydia Hook实现的在线Class热补丁。相对于Xopsed、Dexposed、AndFix这三种都是替换Java方法,和QQ空间class替换而言,优势明显。前者是替换方法,但是如果所替换的方法中遇到calss中的成员变量,就要通过反射得到,实现补丁方案。这相对于Class补丁来说解决性能问题,但是使用起来比较麻烦。而QQ空间团队使用的是替换整个Class,这就没有成员变量的问题。但是QQ空间的方案却牺牲了性能,主要是通过防止class打上CLASS_ISPREVERIFIED。本文所讨论的方案是基于两者实现的,没有成员变量反射得到麻烦,也没有防止class打上CLASS_ISPREVERIFIED牺牲性能的问题。那这是怎么实现的呢?请看下文:

我采用的是MultiDex方案实现的,这部分和QQ空间类似就是讲补丁dex文件,放在其他dex(包括主dex),这是因为一个ClassLoader可以包含多个dex文件,每个dex文件是一个Element,多个dex文件排列成一个有序的数组dexElements,当找类的时候,会按顺序遍历dex文件,然后从当前遍历的dex文件中找类,如果找类则返回,如果找不到从下一个dex文件继续查找。具体代码:

public Class findClass(String name, List<Throwable>suppressed)
    for (Elementelement : dexElements)   //每个Element就是一个dex文件
        DexFile dex = element.dexFile;
        if (dex != null)
            Class clazz=dex.loadClassBinaryName(name, definingContext, suppressed);
            if (clazz!= null)
                return clazz;
            
       
   
    if (dexElementsSuppressedExceptions!= null)
       suppressed.addAll(Arrays.asList(dexElementsSuppressedExceptions));
    
    return null;

 

我的方案中采用的是MultiDex,对其进行一部分改造,具体代码:

1、添加dex文件,并执行install

/**
* 添加apk包外的dex文件
* 自动执行install
* @param dexFile
*/
public static void addDexFileAutoInstall(Context context, List<File> dexFile,File optimizedDirectory)
    if (dexFile != null && !dexFile.isEmpty() &&!dexFiles.contains(dexFile))
         dexFiles.addAll(dexFile);
         LogUtil.d(TAG, "add other dexfile");
         installDexFile(context,optimizedDirectory);
     

2、installDexFile直接调用MultiDex 的installSecondaryDexes方法。

/**
 * 添加apk包外的dex文件,
 * @param context
 */
publicstatic void installDexFile(Context context, File optimizedDirectory)
    if (checkValidZipFiles(dexFiles))
        try 
            installSecondaryDexes(context.getClassLoader(), optimizedDirectory, dexFiles);
         catch (IllegalAccessExceptione)
           e.printStackTrace();
         catch (NoSuchFieldExceptione)
           e.printStackTrace();
         catch (InvocationTargetExceptione)
           e.printStackTrace();
         catch (NoSuchMethodExceptione)
           e.printStackTrace();
         catch (IOExceptione)
           e.printStackTrace();
        
   

3、将patch.dex放在所有dex最前面。

private static voidexpandFieldArray(Object instance, String fieldName, Object[]extraElements) throws NoSuchFieldException, IllegalArgumentException,
IllegalAccessException
                    Field jlrField = findField(instance, fieldName);
                    Object[]original = (Object[]) jlrField.get(instance);
                    Object[]combined = (Object[]) Array.newInstance(original.getClass().getComponentType(),original.length + extraElements.length);
                    // 将后来的dex放在前面,主dex放在最后。
                  System.arraycopy(extraElements, 0, combined, 0, extraElements.length);
                  System.arraycopy(original, 0, combined, extraElements.length,original.length);
                   // 原始的dex合并,是将主dex放在前面,其他的dex依次放在后面。
                   //System.arraycopy(original, 0, combined, 0, original.length);
                   //System.arraycopy(extraElements, 0, combined, original.length,extraElements.length);
                  jlrField.set(instance, combined);

到此将patch.dex放进了Element,接下来的问题就是加载Class,当加载patch.dex中类的时候,会遇到一个问题,这个问题就是QQ空间团队遇到,Classd的CLASS_ISPREVERIFIED。具体原因是dvmResolveClass这个方法对Class进行了校验。判断这个要Resolve的class是否和其引用来自一个dex。如果不是,就会遇到问题。

 

 

当引用这和被引用者不在同一个dex中就会抛出异常,导致Resolve失败。QQ空间团队的方案是阻止所有的Class类打上CLASS_ISPREVERIFIED来逃过校验,这种方式其实是影响性能。

我们的方案是和QQ团队的类似,但是和QQ空间不同的是,我们将fromUnverifiedConstant设置为true,来逃过校验,达到补丁的路径。具体怎么实现呢?

要引用Cydia Hook技术来hook Native dalvik中dvmResolveClass这个方法。有关Cydia Hook技术请参考:

官网地址:http://www.cydiasubstrate.com/

官方教程:http://www.cydiasubstrate.com/id/38be592b-bda7-4dd2-b049-cec44ef7a73b

SDK下载地址:http://asdk.cydiasubstrate.com/zips/cydia_substrate-r2.zip

具体代码如下。

//指明要hook的lib :
MSConfig(MSFilterLibrary,"/system/lib/libdvm.so")

 

// 在初始化的时候进行hook

MSInitialize
    LOGD("Cydia Init");
    MSImageRef image;
    //载入lib
    image = MSGetImageByName("/system/lib/libdvm.so");
    if (image != NULL)
        LOGD("image is not null");
        void *dexload=MSFindSymbol(image,"dvmResolveClass");
        if(dexload != NULL)
            LOGD("dexloadis not null");
            MSHookFunction(dexload, (void*)proxyDvmResolveClass, (void**)&dvmResolveClass_Proxy);
         else
            LOGD("errorfind dvmResolveClass");
        
   

// 在初始化的时候进行hook//保留原来的地址
ClassObject* (*dvmResolveClass_Proxy)(ClassObject* referrer, u4 classIdx, boolfromUnverifiedConstant);
// 新方法地址
static ClassObject* proxyDvmResolveClass(ClassObject* referrer, u4 classIdx,bool fromUnverifiedConstant)
        return dvmResolveClass_Proxy(referrer, classIdx,true);

有人可能会担心cydia Hook性能,稳定性问题,但是据我所知,目前有些公司已经用它来实现apk加壳和脱壳防止反编译技术方案。具体可以参考http://www.gitzx.com/android-cydiasubstrate/

到这里为止在线热补丁修补方案就完了,由于本人技术原因,可能有些东西没有讲清楚,或者有什么纰漏,请告知。最后,这个方案我近期会整理一下开源出来。

github代码:https://github.com/Jarlene/ClassPatch.git

以上是关于基于cydia Hook在线热修复补丁方案的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

热修复现有方案的比较

Android热修复技术选型——三大流派解析

Sophix及热修复原理介绍

阿里资深工程师分享支付宝热补丁技术—— AndFix原理

Android 热补丁实践之路

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