replugin源码解析之replugin-plugin-gradle(插件的gradle插件)

前言

replugin-plugin-gradle 是 RePlugin 插件框架中提供给replugin插件用的gradle插件,是一种动态编译方案实现。
主要在插件应用的编译期,基于Transform api 注入到编译流程中, 再通过Java字节码类库对编译中间环节的 Java 字节码文件进行修改,以便实现编译期动态修改插件应用的目的。
RePlugin 是一套完整的、稳定的、适合全面使用的,占坑类插件化方案,由360手机卫士的RePlugin Team研发,也是业内首个提出”全面插件化“(全面特性、全面兼容、全面使用)的方案。

注 :文件会提及两种插件,请阅读本文时注意提及插件的上下文情景,避免混淆概念:

  • replugin插件:即replugin插件化框架所指的插件,这个插件指android应用业务拆分出的独立模块,是android应用或模块。
  • gradle插件:即gradle构建所需的构建插件,是gradle应用或模块。

结构概览



replugin-plugin-gradle,针对插件应用编译期的注入任务:
动态修改插件中的调用代码,改为调用replugin-plugin-library中的代码(如Activity的继承、Provider的重定向等)

  • LoaderActivityInjector 动态将插件中的Activity的继承相关代码 修改为 replugin-plugin-library 中的XXPluginActivity父类
  • LocalBroadcastInjector 替换插件中的LocalBroadcastManager调用代码 为 插件库的调用代码。
  • ProviderInjector 替换 插件中的 ContentResolver 调用代码 为 插件库的调用代码
  • ProviderInjector2 替换 插件中的 ContentProviderClient 调用代码 为 插件库的调用代码
  • GetIdentifierInjector 替换 插件中的 Resource.getIdentifier 调用代码的参数 为 动态适配的参数

  • replugin-plugin-gradle插件的工作流:基于Gradle的Transform API,在编译期的构建任务流中,class转为dex之前,插入一个Transform,并在此Transform流中,基于Javassist实现对字节码文件的注入。

目录概览

 
     
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
 
     
\qihoo\replugin\replugin-plugin-gradle\src
└─main
├─groovy
└─com
└─qihoo360
└─replugin
└─gradle
└─plugin
AppConstant.groovy # 程序常量定义区
ReClassPlugin.groovy # 插件动态编译方案入口
├─debugger
PluginDebugger.groovy # 用于插件调试的gradle task实现
├─injector
BaseInjector.groovy # 注入器基类
IClassInjector.groovy # 注入器接口类
Injectors.groovy # 注入器枚举类,定义了全部注入器
├─identifier
GetIdentifierExprEditor.groovy # javassist 允许修改方法里的某个表达式,此类为替换 getIdentifier 方法中表达式的实现类
GetIdentifierInjector.groovy # GetIdentifier 方法注入器
├─loaderactivity
LoaderActivityInjector.groovy # Activity代码注入器
├─localbroadcast
LocalBroadcastExprEditor.groovy # 替换几个广播相关方法表达式的实现类
LocalBroadcastInjector.groovy # 广播代码注入器
└─provider
ProviderExprEditor.groovy # 替换ContentResolver类的几个方法表达式
ProviderExprEditor2.groovy # 替换ContentProviderClient类的几个方法表达式
ProviderInjector.groovy # Provider之ContentResolver代码注入器
ProviderInjector2.groovy # Provider之ContentProviderClient代码注入器
├─inner
ClassFileVisitor.groovy # 类文件遍历类
CommonData.groovy # 实体类
ReClassTransform.groovy # 核心类,基于 transform api 实现动态修改class文件的总调度入口
Util.groovy # 工具类
├─manifest
IManifest.groovy # 接口类
ManifestAPI.groovy # 操作Manifest的API类
ManifestReader.groovy # Manifest读取工具类
└─util
CmdUtil.groovy # 命令行工具类
└─resources
└─META-INF
└─gradle-plugins
replugin-plugin-gradle.properties # 指定 gradle 插件实现类

replugin-plugin-gradle的基本用法

  • 添加 RePlugin Plugin Gradle 依赖
    在项目根目录的 build.gradle(注意:不是 app/build.gradle) 中添加 replugin-plugin-gradle 依赖:
     
           
    1
    2
    3
    4
    5
    6
     
           
    buildscript {
    dependencies {
    classpath 'com.qihoo360.replugin:replugin-plugin-gradle:2.1.5'
    ...
    }
    }

在项目的app模块中的build.gradle应用插件:

 
     
1
 
     
apply plugin: 'replugin-plugin-gradle'

replugin-plugin-gradle的源码解析

我们在开始阅读源码前,要思考下,replugin-plugin-gradle是什么?
A:replugin-plugin-gradle是一个自定义的gradle插件。
这个清楚了,没上车的上车,上车了的别动!

replugin-plugin-gradle.properties文件

 
     
1
 
     
implementation- class=com.qihoo360.replugin.gradle.plugin.ReClassPlugin

在开发自定义gradle插件时,都会先定义这么个文件。这里有 2 个知识点:

  • 文件中的implementation-class用来指定插件实现类。
  • 文件名用来指定插件名,即在插件中使用gradle插件时的apply plugin: 'replugin-plugin-gradle'中的replugin-plugin-gradle.

我们到插件实现类看看这个插件是如何工作的。

ReClassPlugin.groovy文件

 
     
1
2
3
4
5
6
7
 
     
public class ReClassPlugin implements Plugin<Project> {
@Override
public void apply(Project project) {
println "${AppConstant.TAG} Welcome to replugin world ! "
...
}
}

定义了一个类ReClassPlugin,继承自gradle-api 库中的接口类 Plugin ,实现了apply接口方法,apply方法会在 build.gradle 中执行 apply plugin: 'replugin-plugin-gradle'时被调用。

接下来解读下 apply 方法的具体实现。

用于快速调试的gradle task

 
     
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
 
     
@Override
public void apply(Project project) {
println "${AppConstant.TAG} Welcome to replugin world ! "
/* Extensions */
project.extensions.create(AppConstant.USER_CONFIG, ReClassConfig)
def isApp = project.plugins.hasPlugin(AppPlugin)
if (isApp) {
def config = project.extensions.getByName(AppConstant.USER_CONFIG)
def android = project.extensions.getByType(AppExtension)
...
android.applicationVariants.all { variant ->
PluginDebugger pluginDebugger = new PluginDebugger(project, config, variant)
def variantData = variant.variantData
def scope = variantData.scope
def assembleTask = variant.getAssemble()
def installPluginTaskName = scope.getTaskName(AppConstant.TASK_INSTALL_PLUGIN, "")
def installPluginTask = project.task(installPluginTaskName)
installPluginTask.doLast {
pluginDebugger.startHostApp()
pluginDebugger.uninstall()
pluginDebugger.forceStopHostApp()
pluginDebugger.startHostApp()
pluginDebugger.install()
}
installPluginTask.group = AppConstant.TASKS_GROUP
...
}
}
}
  • 首先向Plugin传递参数,通过project.extensions.create(AppConstant.USER_CONFIG, ReClassConfig),将ReClassConfig类的常量配置信息赋值给AppConstant.USER_CONFIG,后面有两个地方会用到:一个是PluginDebugger类中要用到一些参数;另一个是做动态编译时要用到一些参数;后面逻辑会陆续用到。
  • 判断project中是否含有AppPlugin类型插件,即是否有’application’ projects类型的Gradle plugin。我们在replugin插件项目中是应用了该类型插件的:apply plugin: 'com.android.application'.

  • 获取project中的AppExtension类型extension,即com.android.application projects的android extension.也就是在你的app模块的build.gradle中定义的闭包:

     
           
    1
    2
    3
     
           
    android {
    ...
    }
  • android.applicationVariants.all,遍历android extension的Application variants 组合。android gradle 插件,会对最终的包以多个维度进行组合。ApplicationVariant的组合 = {ProductFlavor} x {BuildType} 种组合.

  • new PluginDebugger(project, config, variant),初始化PluginDebugger类实例,主要配置了最终生成的插件应用的文件路径,以及adb文件的路径,是为了后续基于adb命令做push apk到SD卡上做准备。

     
           
    1
    2
     
           
    apkFile = new File(apkDir, apkName)
    adbFile = globalScope.androidBuilder.sdkInfo.adb;
  • def assembleTask = variant.getAssemble(),获取assemble task(即打包apk的task),后续的task需要依赖此task,比如安装插件的task,肯定要等到assemble task打包生成apk后,才能去执行。

  • 生成installPluginTask 的gradle task 名字,并调用project的task()方法创建此Task。然后指定此task的任务内容:
     
           
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
     
           
    installPluginTask.doLast {
    pluginDebugger.startHostApp()
    pluginDebugger.uninstall()
    pluginDebugger.forceStopHostApp()
    pluginDebugger.startHostApp()
    pluginDebugger.install()
    }
  • 流程:启动宿主 -> 卸载插件 -> 强制停止宿主 -> 启动宿主 -> 安装插件
  • pluginDebugger 内的方法实现:基于adb shell + am 命令,实现 发送广播,push apk 等功能。,比如:pluginDebugger.startHostApp()
     
           
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
     
           
    public boolean startHostApp() {
    if (isConfigNull()) {
    return false
    }
    String cmd = "${adbFile.absolutePath} shell am start -n \"${config.hostApplicationId}/${config.hostAppLauncherActivity}\" -a android.intent.action.MAIN -c android.intent.category.LAUNCHER"
    if ( 0 != CmdUtil.syncExecute(cmd)) {
    return false
    }
    return true
    }

pluginDebugger类的其他操作应用的方法,基本思路是一致的,基于adb+am命令。

  • apply()方法中共有如下几个gradle task(查看task: gradlew.bat task 或 gradlew.bat tasks --all):

以上task分别有不同的调试目的,可以去分别了解下,细节实现大同小异。
看到这里,我们该插播一下调试方案的整体原理了:

  1. replugin-host-lib 的DebuggerReceivers类中,注册了一系列用于快速调试的广播,而replugin-host-lib是会内置在宿主应用中的。
  2. replugin-plugin-gradle 中创建了一系列gradle task,用于启动停止重启宿主应用,安装卸载运行插件应用。这些gradle task都是被动型task,需要通过命令行主动的运行这些task。
  3. 打开命令行终端,执行replugin插件项目的某个gradle task,以实现快速调试功能。比如:gradlew.bat rpInstallPluginDebug,最终就会将宿主和插件运行起来。
  4. 这些gradle task被手动执行后,task会执行一系列任务,比如通过adb push 插件到sdcard,或通过am命令发送广播,启动activity等。当发送一系列步骤1中注册的广播后,宿主应用收到广播后会执行对应的操作,比如启动插件的activity等。

    Tips.调试模式开启方法:插件调试
    Debug阶段建议开启,Release阶段建议关闭,默认为关闭状态

继续看apply()方法中的源码。

##Transform:动态编译方案实现

 
     
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
 
     
@Override
public void apply(Project project) {
...
if (isApp) {
...
def transform = new ReClassTransform(project)
// 将 transform 注册到 android
android.registerTransform(transform)
...
}
}

重点来了,这里就是动态编译方案的实现入口。
在详细解读动态编译实现之前,先了解2个概念:

  • 什么是 Transform?

    • Transform 是 Android Gradle API ,允许第三方插件在class文件转为dex文件前操作编译完成的class文件,这个API的引入是为了简化class文件的自定义操作而无需对Task进行处理。在做代码插桩时,本质上是在merge{ProductFlavor}{BuildType}Assets Task 之后,transformClassesWithDexFor{ProductFlavor}{BuildType} Transform 之前,插入一个transformClassesWith{YourTransformName}For{ProductFlavor}{BuildType} Transform,此Transform中完成对class文件的自定义操作(包括修改父类继承,方法中的super方法调用,方法参数替换等等,这个class交给你,理论上是可以改到怀疑人生)。
    • 详细API参见:Transform
  • 如何使用 Transform?

    • 实现一个继承自Transform的自定义 Transform 类。
    • 通过registerTransform(@NonNull Transform transform, Object... dependencies)注册自定义 Transform 类。

去看看 ReClassTransform 类的核心实现。

 
     
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
 
     
public class ReClassTransform extends Transform {
@Override
String getName() {
return '___ReClass___'
}
@Override
void transform(Context context,
Collection<TransformInput> inputs,
Collection<TransformInput> referencedInputs,
TransformOutputProvider outputProvider,
boolean isIncremental) throws IOException, TransformException, InterruptedException {
welcome()
/* 读取用户配置 */
def config = project.extensions.getByName( 'repluginPluginConfig')
...
// Compatible with path separators for window and Linux, and fit split param based on 'Pattern.quote'
def variantDir = rootLocation.absolutePath.split(getName() + Pattern.quote(File.separator))[ 1]
CommonData.appModule = config.appModule
CommonData.ignoredActivities = config.ignoredActivities
def injectors = includedInjectors(config, variantDir)
if (injectors.isEmpty()) {
copyResult(inputs, outputProvider) // 跳过 reclass
} else {
doTransform(inputs, outputProvider, config, injectors) // 执行 reclass
}
}
@Override
Set<QualifiedContent.ContentType> getInputTypes() {
return TransformManager.CONTENT_CLASS
}
@Override
Set<QualifiedContent.Scope> getScopes() {
return TransformManager.SCOPE_FULL_PROJECT
}
@Override
boolean isIncremental() {
return false
}
}
  • getName(),即指定刚才提到的那个插入的transform transformClassesWith{YourTransformName}For{ProductFlavor}{BuildType}中的{YourTransformName}
  • transform() 方法会在执行你的transform时被调用。
  • project.extensions.getByName('repluginPluginConfig')读取用户在replugin插件项目的build.gradle中配置的参数,比如设置了需要忽略的注入器ignoredInjectors、需要忽略替换的ActivityignoredActivities、自定义的代码注入器customInjectors等。
  • includedInjectors()返回用户未忽略的注入器的集合
    • LoaderActivityInjector 替换插件中的Activity的继承相关代码 为 replugin-plugin-library 中的XXPluginActivity父类
    • LocalBroadcastInjector 替换插件中的LocalBroadcastManager调用代码 为 插件库的调用代码。
    • ProviderInjector 替换 插件中的 ContentResolver 调用代码 为 插件库的调用代码
    • ProviderInjector2 替换 插件中的 ContentProviderClient 调用代码 为 插件库的调用代码
    • GetIdentifierInjector 替换 插件中的 Resource.getIdentifier 调用代码的参数 为 动态适配的参数
  • getInputTypes() 指明当前Trasfrom要处理的数据类型,可选类型包括CONTENT_CLASS(代表要处理的数据是编译过的Java代码,而这些数据的容器可以是jar包也可以是文件夹),CONTENT_JARS(包括编译过的Java代码和标准的Java资源),CONTENT_RESOURCESCONTENT_NATIVE_LIBS等。在replugin-plugin-gradle中是使用Transform来做代码插桩,所以选用CONTENT_CLASS类型。
  • getScopes() 配置当前Transform的作用域,实际使用中可以根据需求配置多种Scope

  • doTransform()方法是执行reclass的关键

 
     
1
2
3
4
5
6
7
8
9
 
     
def doTransform(Collection<TransformInput> inputs,
TransformOutputProvider outputProvider,
Object config,
def injectors) {
/* 初始化 ClassPool */
Object pool = initClassPool(inputs)
...
}
  • Transform方法中的参数inputsoutputProvider一定程度上反映了Transform的工作流,接受输入->处理输入->输出数据。
  • initClassPool(...)方法主要的工作:添加编译时引用到的类ClassPool,同时记录要修改的 jarincludeJars。方便后续拿到这些class文件去修改。比如Sample中会添加的class路径:
     
           
    1
    2
    3
    4
     
           
    >>> ClassPath:
    ...
    // 插件项目replugin-sample的class目录
    E:\opensource\qihoo\RePlugin\replugin-sample\plugin\plugin-demo1\app\build\intermediates\classes\debug

Javassit 是一个处理Java字节码的类库。
CtMethod:是一个class文件中的方法的抽象表示。一个CtMethod对象表示一个方法。(Javassit 库API)
CtClass:是一个class文件的抽象表示。一个CtClass(compile-time class)对象可以用来处理一个class文件。(Javassit 库API)
ClassPool:是一个CtClass对象的容器类。(Javassit 库API)
.class文件:.class文件是一种存储Java字节码的二进制文件,里面包含一个Java类或者接口。

 
     
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
 
     
def doTransform(Collection<TransformInput> inputs,
TransformOutputProvider outputProvider,
Object config,
def injectors) {
...
/* 进行注入操作 */
Injectors.values().each {
...
doInject(inputs, pool, it.injector, config.properties[ "${configPre}Config"])
...
}
if (config.customInjectors != null) {
config.customInjectors.each {
doInject(inputs, pool, it)
}
}
...
}

这里会遍历除了用户已忽略过的全部代码注入器,依次执行每个注入器的特定注入任务。
看下doInject(...)方法实现。

 
     
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
 
     
/**
* 执行注入操作
*/
def doInject(Collection<TransformInput> inputs, ClassPool pool,
IClassInjector injector, Object config) {
try {
inputs.each { TransformInput input ->
input.directoryInputs.each {
handleDir(pool, it, injector, config)
}
input.jarInputs.each {
handleJar(pool, it, injector, config)
}
}
} catch (Throwable t) {
println t.toString()
}
}

分别处理目录中的 class 文件和处理 jar

 
     
1
2
3
4
 
     
def handleDir(ClassPool pool, DirectoryInput input, IClassInjector injector, Object config) {
println ">>> Handle Dir: ${input.file.absolutePath}"
injector.injectClass(pool, input.file.absolutePath, config)
}

接下来就是那些注入器八仙过海,各显神通的时候了。还记得吗,前面那句代码Injectors.values().each {,这是要用每个注入器都把class们撸一遍。

##LoaderActivityInjector
第一个被执行的就是 LoaderActivityInjector,用来修改插件中XXActivity类中的顶级XXActivity父类 为 XXPluginActivity父类。看看如何实现的。

 
     
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
 
     
@Override
def injectClass(ClassPool pool, String dir, Map config) {
println ">>> LoaderActivityInjector dir: $dir"
init()
/* 遍历程序中声明的所有 Activity */
//每次都new一下,否则多个variant一起构建时只会获取到首个manifest
new ManifestAPI().getActivities(project, variantDir).each {
// 处理没有被忽略的 Activity
if (!(it in CommonData.ignoredActivities)) {
handleActivity(pool, it, dir)
}
}
}
  • init()指定了 Activity 替换规则,只替换那些顶级Activity父类为 replugin-plugin-lib 库中的 XXPluginActivity。

     
           
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
     
           
    def private static loaderActivityRules = [
    'android.app.Activity' : 'com.qihoo360.replugin.loader.a.PluginActivity',
    'android.app.TabActivity' : 'com.qihoo360.replugin.loader.a.PluginTabActivity',
    'android.app.ListActivity' : 'com.qihoo360.replugin.loader.a.PluginListActivity',
    'android.app.ActivityGroup' : 'com.qihoo360.replugin.loader.a.PluginActivityGroup',
    'android.support.v4.app.FragmentActivity' : 'com.qihoo360.replugin.loader.a.PluginFragmentActivity',
    'android.support.v7.app.AppCompatActivity': 'com.qihoo360.replugin.loader.a.PluginAppCompatActivity',
    'android.preference.PreferenceActivity' : 'com.qihoo360.replugin.loader.a.PluginPreferenceActivity',
    'android.app.ExpandableListActivity' : 'com.qihoo360.replugin.loader.a.PluginExpandableListActivity'
    ]
  • 接下来遍历插件应用AndroidManifest.xml中声明的所有 Activity名称,并在handleActivity(...)方法中处理这些Activity类的.class文件。看下handleActivity(...)的实现细节。

     
           
    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    15
    16
    17
    18
    19
    20
    21
    22
    23
    24
    25
    26
    27
    28
    29
    30
    31
    32
    33
    34
    35
    36
    37
    38
    39
    40
    41
    42
    43
    44
    45
    46
    47
    48
    49
    50
    51
    52
    53
    54
    55
    56
    57
    58
    59
    60
    61
    62
    63
    64
    65
    66
    67
    68
    69
    70
     
           
    private def handleActivity(ClassPool pool, String activity, String classesDir) {
    def clsFilePath = classesDir + File.separatorChar + activity.replaceAll( '\\.', '/') + '.class'
    ...
    def stream, ctCls
    try {
    stream = new FileInputStream(clsFilePath)
    ctCls = pool.makeClass(stream);
    // ctCls 之前的父类
    def originSuperCls = ctCls.superclass
    /* 从当前 Activity 往上回溯,直到找到需要替换的 Activity */
    def superCls = originSuperCls
    while (superCls != null && !(superCls.name in loaderActivityRules.keySet())) {
    // println ">>> 向上查找 $superCls.name"
    ctCls = superCls
    superCls = ctCls.superclass
    }
    // 如果 ctCls 已经是 LoaderActivity,则不修改
    if (ctCls.name in loaderActivityRules.values()) {
    // println " 跳过 ${ctCls.getName()}"
    return
    }
    /* 找到需要替换的 Activity, 修改 Activity 的父类为 LoaderActivity */
    if (superCls != null) {
    def targetSuperClsName = loaderActivityRules.get(superCls.name)
    // println " ${ctCls.getName()} 的父类 $superCls.name 需要替换为 ${targetSuperClsName}"
    CtClass targetSuperCls = pool.get(targetSuperClsName)
    if (ctCls.isFrozen()) {
    ctCls.defrost()
    }
    ctCls.setSuperclass(targetSuperCls)
    // 修改声明的父类后,还需要方法中所有的 super 调用。
    ctCls.getDeclaredMethods().each { outerMethod ->
    outerMethod.instrument( new ExprEditor() {
    @Override
    void edit(MethodCall call) throws CannotCompileException {
    if (call.isSuper()) {
    if (call.getMethod().getReturnType().getName() == 'void') {
    String statement = '{super.' + call.getMethodName() + '($$);}'
    println ">>> ${outerMethod} call.replace 1 to statement ${statement}"
    call.replace( '{super.' + call.getMethodName() + '($$);}')
    } else {
    String statement = '{super.' + call.getMethodName() + '($$);}'
    println ">>> ${outerMethod} call.replace 2 to statement ${statement}"
    call.replace( '{$_ = super.' + call.getMethodName() + '($$);}')
    }
    }
    }
    })
    }
    ctCls.writeFile(CommonData.getClassPath(ctCls.name))
    println " Replace ${ctCls.name}'s SuperClass ${superCls.name} to ${targetSuperCls.name}"
    }
    } catch (Throwable t) {
    println " [Warning] --> ${t.toString()}"
    } finally {
    if (ctCls != null) {
    ctCls.detach()
    }
    if (stream != null) {
    stream.close()
    }
    }
    }
  • ctCls = pool.makeClass(stream),从文件流中加载.class文件,创建一个CtClass实例,这个实例表示.class文件对应的类或接口。通过CtClass可以很方便的对.class文件进行自定义操作,比如添加方法,改方法参数,添加类成员,改继承关系等。

  • while (superCls != null && !(superCls.name in loaderActivityRules.keySet())),一级级向上遍历ctCls的父类,找到需要替换的Activity类。
  • ctCls.setSuperclass(targetSuperCls),根据初始化中设置的Activity替换规则,修改 此Activity类 的父类为 对应的插件库中的父类。例:
    public class MainActivity extends Activity {修改为public class MainActivity extends PluginActivity {

  • if (ctCls.isFrozen()) { ctCls.defrost() },如果class被冻结,则通过defrost()解冻class,以便class重新允许被修改。
    注:当CtClass 调用writeFile()、toClass()、toBytecode() 这些方法的时候,Javassist会冻结CtClass Object,将不允许对CtClass object进行修改。

  • 补充2个 Javassist 知识点:
    • 如何修改方法体?
      1.获得一个CtMethod实例,即class中的一个方法。
      2.调用CtMethod实例的instrument(ExprEditor editor)方法,并传递一个ExprEditor实例(A translator of method bodies.)
      3.在ExprEditor实例中覆盖edit(MethodCall m)方法,这里可以调用MethodCall的replace()方法来更改方法体内的代码。
    • 修改方法体的原理?
      调用CtMethod的instrument(),方法体会被逐行进行扫描,从第一行扫描到最后一行。发现有方法调用或表达式时(object creation),edit()会被调用,根据edit()内的replace()方法来修改这一行代码。
  • ctCls.getDeclaredMethods().each { },经过对修改方法体的背景知识的了解,我们再看这段插桩代码实现就能看懂了:
    • 遍历class中声明的全部方法
    • 调用每个方法的instrument方法
    • 扫描方法中的每一行表达式,如果这一行表达式的调用方为此类的super类,那么就分两种情况做处理:
      1.返回类型为void时,调用MethodCall的replace方法,替换这一行代码为super.' + call.getMethodName() + '($$);,其中$$ 是所有方法参数的简写,例如:m($$)等同于m($1,$2,…)。
      2.返回类型非void时,调用MethodCall的replace方法,替换这一行代码为$_ = super.' + call.getMethodName() + '($$);,其中特殊变量$_代表的是方法的返回值。因为方法调用是有返回值的,所以statement必须将返回值赋值给它,这是javassist.expr.MethodCall方法的明确要求。
  • Javassist提供了一些特殊的变量来代表特定含义:
    注:在不同的 javassist 方法中使用时,这些特殊变量代表的含义可能会略有不同。参见:javassist tutorial
  • 全部的类遍历完后,将ctCls对象写回到class文件中。这样就全部完成了class文件的Activity顶级父类动态注入。
  • CtClass.detach(),最后调用detach()方法,把CtClass object 从ClassPool中移除,避免当加载过多的CtClass object的时候,会造成OutOfMemory的异常。因为ClassPool是一个CtClass objects的装载容器。加载CtClass object后,默认是不释放的。
  • 关于Jar包中的class注入:在initClassPool时已经把Jar做了unzip,解压出也是一堆.class文件,其他处理逻辑同上。也就是说,你引用的第三方sdk中的jar,以及你依赖的库中的jar,都会被注入器撸一遍。

    1.如果希望看看具体的代码插桩效果,可以基于dex2jar工具+jd-gui工具逆向你的插件apk。先zip工具解压你的apk,用dex2jar工具从dex拿到完整的jar,然后用jd-gui工具看看jar中的Activity父类是不是神奇的变了。或者直接apktool工具反编译插件apk,看smali文件的改变。



    2.可以基于命令行的方式gradlew.bat build编译你的插件应用,然后查看命令行中的编译日志,会有助于你更好的理解。

##LocalBroadcastInjector
LocalBroadcastInjector,实现了替换插件中的 LocalBroadcastManager的方法调用 为 插件库的PluginLocalBroadcastManager中的方法调用。
直接看injectClass的实现,遍历class目录并访问到文件时,执行以下这段逻辑。

 
     
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
 
     
@Override
def injectClass(ClassPool pool, String dir, Map config) {
...
try {
// 不处理 LocalBroadcastManager.class
if (filePath.contains( 'android/support/v4/content/LocalBroadcastManager')) {
println "Ignore ${filePath}"
return super.visitFile(file, attrs)
}
stream = new FileInputStream(filePath)
ctCls = pool.makeClass(stream);
// println ctCls.name
if (ctCls.isFrozen()) {
ctCls.defrost()
}
/* 检查方法列表 */
ctCls.getDeclaredMethods().each {
it.instrument(editor)
}
ctCls.getMethods().each {
it.instrument(editor)
}
ctCls.writeFile(dir)
}
...
}
  • if (filePath.contains('android/support/v4/content/LocalBroadcastManager')),保护性逻辑,避免替换掉v4包中的源码实现。
  • pool.makeClass(),创建当前类文件的CtClass实例。
  • ctCls.defrost() 如果CtClass实例被冻结,则执行解冻操作。
  • ctCls.getDeclaredMethods().each { }ctCls.getMethods().each { },遍历全部方法,并执行instrument方法,逐个扫描每个方法体内每一行代码,并交由LocalBroadcastExprEditoredit()处理对方法体代码的修改。

LocalBroadcastExprEditor.groovy

 
     
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
 
     
public class LocalBroadcastExprEditor extends ExprEditor {
static def TARGET_CLASS = 'android.support.v4.content.LocalBroadcastManager'
static def PROXY_CLASS = 'com.qihoo360.replugin.loader.b.PluginLocalBroadcastManager'
/** 处理以下方法 */
static def includeMethodCall = [ 'getInstance',
'registerReceiver',
'unregisterReceiver',
'sendBroadcast',
'sendBroadcastSync']
...
@Override
void edit(MethodCall call) throws CannotCompileException {
if (call.getClassName().equalsIgnoreCase(TARGET_CLASS)) {
if (!(call.getMethodName() in includeMethodCall)) {
// println "Skip $methodName"
return
}
replaceStatement(call)
}
}
def private replaceStatement(MethodCall call) {
String method = call.getMethodName()
if (method == 'getInstance') {
call.replace( '{$_ = ' + PROXY_CLASS + '.' + method + '($$);}')
} else {
def returnType = call.method.returnType.getName()
// getInstance 之外的调用,要增加一个参数,请参看 i-library 的 LocalBroadcastClient.java
if (returnType == 'void') {
call.replace( '{' + PROXY_CLASS + '.' + method + '($0, $$);}')
} else {
call.replace( '{$_ = ' + PROXY_CLASS + '.' + method + '($0, $$);}')
}
}
}
}
  • TARGET_CLASSPROXY_CLASS分别指定了需要处理的目标类和对应的代理类
  • static def includeMethodCall中定义了需要处理的目标方法名
  • replaceStatement(...)中,替换方法体:
    • 替换getInstance:
      1)调用原型:PluginLocalBroadcastManager.getInstance(context);
      2)replace statement:'{$_ = ' + PROXY_CLASS + '.' + method + '($$);}',$$表示全部参数的简写。$_表示resulting value即返回值。
    • 替换registerReceiver unregisterReceiver sendBroadcastSyncreturnType == 'void'):
      1)调用原型:PluginLocalBroadcastManager.registerReceiver(instance, receiver, filter);
      2)replace statement:'{' + PROXY_CLASS + '.' + method + '($0, $$);}',$0在这里就不代表this了,而是表示方法的调用方(参见:javassist tutorial),即PluginLocalBroadcastManager。因为调用原型中需要入参instance(要求是PluginLocalBroadcastManager类型),所以这里必须传入$0。
      注:unregisterReceiversendBroadcastSync同上,调用原型请参见replugin-plugin-lib插件库中的PluginLocalBroadcastManager.java文件。
    • 替换sendBroadcastreturnType != 'void'):
      1)调用原型:PluginLocalBroadcastManager.sendBroadcast(instance, intent);
      2)replace statement:'{$_ = ' + PROXY_CLASS + '.' + method + '($0, $$);}',传入调用方,全部参数,以及把返回值赋给特殊变量$_。

到这里广播注入器的工作就完成了。接下来看看ProviderInjector。

##ProviderInjector
ProviderInjector,主要用来替换 插件中的 ContentResolver相关的方法调用 为 插件库的PluginProviderClient中的对应方法调用。

 
     
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
 
     
// 处理以下方法
public static def includeMethodCall = [ 'query',
'getType',
'insert',
'bulkInsert',
'delete',
'update',
'openInputStream',
'openOutputStream',
'openFileDescriptor',
'registerContentObserver',
'acquireContentProviderClient',
'notifyChange',
]
  • static def includeMethodCall中定义了需要处理的目标方法名

直接看injectClass的实现,遍历class目录并访问到文件时,执行以下逻辑。

 
     
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
 
     
@Override
def injectClass(ClassPool pool, String dir, Map config) {
...
try {
...
/* 检查方法列表 */
ctCls.getDeclaredMethods().each {
it.instrument(editor)
}
ctCls.getMethods().each {
it.instrument(editor)
}
...
}
...
}
  • ctCls.getDeclaredMethods().each { }ctCls.getMethods().each { },遍历全部方法,并执行instrument方法,逐个扫描每个方法体内每一行代码,并交由ProviderExprEditoredit()处理对方法体代码的修改。

ProviderExprEditor.groovy

 
     
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
 
     
public class ProviderExprEditor extends ExprEditor {
static def PROVIDER_CLASS = 'com.qihoo360.replugin.loader.p.PluginProviderClient'
@Override
void edit(MethodCall m) throws CannotCompileException {
...
replaceStatement(m, methodName, m.lineNumber)
...
}
def private replaceStatement(MethodCall methodCall, String method, def line) {
if (methodCall.getMethodName() == 'registerContentObserver' || methodCall.getMethodName() == 'notifyChange') {
methodCall.replace( '{' + PROVIDER_CLASS + '.' + method + '(com.qihoo360.replugin.RePlugin.getPluginContext(), $$);}')
} else {
methodCall.replace( '{$_ = ' + PROVIDER_CLASS + '.' + method + '(com.qihoo360.replugin.RePlugin.getPluginContext(), $$);}')
}
println ">>> Replace: ${filePath} Provider.${method}():${line}"
}
}
  • PROVIDER_CLASS指定了对应的替代实现类
  • replaceStatement(...)中,替换方法体:
    • 替换registerContentObservernotifyChange :
      replace statement:'{' + PROVIDER_CLASS + '.' + method + '(com.qihoo360.replugin.RePlugin.getPluginContext(), $$);}',唯一特别的地方就是入参中传入了特定的context。
    • 替换query 等方法:
      replace statement:'{$_ = ' + PROVIDER_CLASS + '.' + method + '(com.qihoo360.replugin.RePlugin.getPluginContext(), $$);}',因为方法调用是有返回值的,所以statement必须将返回值赋值给特殊变量$_,这是javassist.expr.MethodCall方法的明确要求。

到这里Provider注入器的工作就完成了。接下来看看ProviderInjector2。

##ProviderInjector2
ProviderInjector2,主要用来替换 插件中的 ContentProviderClient 相关的方法调用。

 
     
1
2
 
     
// 处理以下方法
public static def includeMethodCall = [ 'query', 'update']
  • static def includeMethodCall中定义了需要处理的目标方法名

看下injectClass的实现,遍历class目录并访问到文件时,执行以下这段逻辑。

 
     
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
 
     
@Override
def injectClass(ClassPool pool, String dir, Map config) {
...
try {
...
/* 检查方法列表 */
ctCls.getDeclaredMethods().each {
it.instrument(editor)
}
ctCls.getMethods().each {
it.instrument(editor)
}
...
}
...
}
  • ctCls.getDeclaredMethods().each { }ctCls.getMethods().each { },遍历全部方法,并执行instrument方法,逐个扫描每个方法体内每一行代码,并交由ProviderExprEditor2edit()处理对方法体代码的修改。

ProviderExprEditor2.groovy

 
     
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
 
     
public class ProviderExprEditor2 extends ExprEditor {
static def PROVIDER_CLASS = 'com.qihoo360.loader2.mgr.PluginProviderClient2'
@Override
void edit(MethodCall m) throws CannotCompileException {
...
replaceStatement(m, methodName, m.lineNumber)
...
}
def private replaceStatement(MethodCall methodCall, String method, def line) {
methodCall.replace( '{$_ = ' + PROVIDER_CLASS + '.' + method + '(com.qihoo360.replugin.RePlugin.getPluginContext(), $$);}')
println ">>> Replace: ${filePath} Provider.${method}():${line}"
}
}
  • PROVIDER_CLASS指定了对应的替代实现类
  • replaceStatement(...)中,替换方法体:
    • 替换queryupdate:
      replace statement:'{$_ = ' + PROVIDER_CLASS + '.' + method + '(com.qihoo360.replugin.RePlugin.getPluginContext(), $$);}',因为方法调用是有返回值的,所以statement必须将返回值赋值给特殊变量$_,这是javassist.expr.MethodCall方法的明确要求。

到这里ProviderInjector2注入器的工作就完成了。接下来看看GetIdentifierInjector。

##GetIdentifierInjector
GetIdentifierInjector,主要用来替换 插件中的 Resource.getIdentifier 方法调用的参数 为 动态适配的参数。

看下injectClass的实现,遍历class目录并访问到文件时,执行以下这段逻辑。

 
     
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
 
     
@Override
def injectClass(ClassPool pool, String dir, Map config) {
...
try {
...
/* 检查方法列表 */
ctCls.getDeclaredMethods().each {
it.instrument(editor)
}
ctCls.getMethods().each {
it.instrument(editor)
}
...
}
...
}
  • ctCls.getDeclaredMethods().each { }ctCls.getMethods().each { },遍历全部方法,并执行instrument方法,逐个扫描每个方法体内每一行代码,并交由GetIdentifierExprEditoredit()处理对方法体代码的修改。

GetIdentifierExprEditor.groovy

 
     
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
 
     
public class GetIdentifierExprEditor extends ExprEditor {
public def filePath
@Override
void edit(MethodCall m) throws CannotCompileException {
String clsName = m.getClassName()
String methodName = m.getMethodName()
if (clsName.equalsIgnoreCase( 'android.content.res.Resources')) {
if (methodName == 'getIdentifier') {
m.replace( '{ $3 = \"' + CommonData.appPackage + '\"; ' +
'$_ = $proceed($$);' +
' }')
println " GetIdentifierCall => " + '{ $3 = \"' + CommonData.appPackage + '\"; ' +
'$_ = $proceed($$);' +
' }'
println " \n";
println " GetIdentifierCall => ${filePath} ${methodName}():${m.lineNumber}"
}
}
}
}
  • edit(...)中,遍历到调用方为android.content.res.Resources且方法为getIdentifier的MethodCall,动态适配这些MethodCall中的方法参数:
    1)调用原型: int id = res.getIdentifier("com.qihoo360.replugin.sample.demo2:layout/from_demo1", null, null);
    2)replace statement:'{ $3 = \"' + CommonData.appPackage + '\"; ' +'$_ = $proceed($$);' + ' }',为特殊变量$3赋值,即动态修改参数3的值为插件的包名;’$_ = $proceed($$);’表示按原样调用。

到此GetIdentifierInjector注入器的工作就已完成,全部的注入器也都遍历完毕并完成了全部的注入工作。

伴随着注入器的遍历结束,整个replugin-plugin-gradle插件的Tansfrom的注入工作完成了,Tansfrom还有一点整理的工作要做,用Tansfrom自然要按照Tansfrom的套路,把处理过的数据输出给下一个Tansfrom。

 
     
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
 
     
def doTransform(Collection<TransformInput> inputs,
TransformOutputProvider outputProvider,
Object config,
def injectors) {
...
/* 重打包 */
repackage()
/* 拷贝 class 和 jar 包 */
copyResult(inputs, outputProvider)
...
}
  • repackage(),将解压的 class 文件重新打包,然后删除 class 文件
  • copyResult(...)最终会调用output.getContentLocation(...),按照Tansfrom的API范式,把处理过的数据输出给下一个Tansfrom。

ReclassTansfrom任务完成,将会把输出继续传递给下一个TransfromtransformClassesWithDexFor{ProductFlavor}{BuildType},把处理权交还给android gradle插件。至此,replugin-plugin-gradle 插件的工作就全部结束了。

##End
replugin-plugin-gradle 插件是一个compile-time gradle plugin,基于两大核心技术Transform + Javassist,完成了编译期对class文件的动态注入,进而实现动态修改构建目标文件的为replugin插件服务的gradle插件。


https://wangfuda.github.io/2017/07/20/replugin-plugin-gradle/