Android Hook技术

原文：http://blog.csdn.net/u011068702/article/details/53208825

附：Android Hook 全面入侵监听器

第一步、先爆项目demo照片，代码不多，不要怕

第二步、应该知道Java反射相关知识

如果不知道或者忘记的小伙伴请猛搓这里，Android插件化开发基础之Java反射机制研究 http://blog.csdn.net/u011068702/article/details/49863931

第三步、应该知道Java静态代理知识

如果不知道或者忘记的小伙伴请猛搓这里，Android插件化开发基础之静态代理模式 http://blog.csdn.net/u011068702/article/details/51765578

第四部、应该知道Java动态代理知识

如果不知道或者忘记的小伙伴请猛搓这里，Android插件化开发基础之Java动态代理（proxy）机制的简单例子 http://blog.csdn.net/u011068702/article/details/53185210

上面只有代码的解释，如果不是很清楚的小伙伴可以再去到网上搜一搜相关知识。

第五步、应该知道Android里面的ActivityThread类和Instrumentation类

如果不知道或者忘记的小伙伴请猛搓这里，Android插件化开发之AMS与应用程序(客户端ActivityThread、Instrumentation、Activity)通信模型分析 http://blog.csdn.net/u011068702/article/details/53207039

希望认真看，知道ActivityThread和Instrumentation是干嘛的，方便下面分析。

第六步、理解hook，并且分析源码

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。

接下来我们来实现Hook掉startActivity这个方法，当每次调用这个方法的时候来做我们需要做的事情，我这里之打印了一些信息，读者可以更具自己的需求来修改，

我们的目的是拦截startActivity方法，有点类是spring 里面AOP的思想。

1、hook一般在哪里hook?

首先分析我们需要hook哪些对象，也就是说我们要hook的地方，什么样的对象比较好Hook呢？一般是容易找到和不容易改变的对象，这思路就来了，不改变一般在我们类的里面单例对象是唯一对象，静态变量我们一般加上final static 修饰，有了final就不会改变，不变模式里面比如String类，里面就很多final,我们更加这些找到hook的地方。

2、我们hook startActivity,分析startActivity到底是怎么实现的

我们每次Context.startActivity，由于Context的实现实际上是ContextImpl来实现的，;我们看ConetxtImpl类的startActivity方法：

@Override
public void startActivity(Intent intent, Bundle options) {
warnIfCallingFromSystemProcess();
if ((intent.getFlags()&Intent.FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK) == 0) {
throw new AndroidRuntimeException(
"Calling startActivity() from outside of an Activity "
+ " context requires the FLAG_ACTIVITY_NEW_TASK flag."
+ " Is this really what you want?");
}
mMainThread.getInstrumentation().execStartActivity(
getOuterContext(), mMainThread.getApplicationThread(), null,
(Activity)null, intent, -1, options);
}

我们可以看到startActivity方法最后还是通过Instrumentation对象来执行execStartActivity来实现的,如果你认真看了《Android插件化开发之AMS与应用程序(客户端ActivityThread、Instrumentation、Activity)通信模型分析》上面这篇博客，我们知道ActivityThread就是主线程，也就是我们常说的UI线程，可以去更新UI，一个进程只有一个主线程，我们可以在这里hook.
我们需要Hook掉我们的主线程对象，把主线程对象里面的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

1）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);

2）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，我们可以手动写静态代理类，覆盖掉原始的方法，代码如下

package com.example.hookstartactivity;
import java.lang.reflect.Method;
import android.app.Activity;
import android.app.Instrumentation;
import android.app.Instrumentation.ActivityResult;
import android.content.Context;
import android.content.Intent;
import android.os.Bundle;
import android.os.IBinder;
import android.util.Log;
public class InstrumentationProxy extends Instrumentation {
public static final String TAG = "InstrumentationProxy";
public static final String EXEC_START_ACTIVITY = "execStartActivity";
// ActivityThread里面原始的Instrumentation对象,这里千万不能写成mInstrumentation,这样写
//抛出异常，已亲测试，所以这个地方就要注意了
public Instrumentation oldInstrumentation;
//通过构造函数来传递对象
public InstrumentationProxy(Instrumentation mInstrumentation) {
oldInstrumentation = mInstrumentation;
}
//这个方法是由于原始方法里面的Instrumentation有execStartActivity方法来定的
public ActivityResult execStartActivity(Context who, IBinder contextThread, IBinder token, Activity target,
Intent intent, int requestCode, Bundle options) {
Log.d(TAG, "\n打印调用startActivity相关参数: \n" + "who = [" + who + "], " +
"\ncontextThread = [" + contextThread + "], \ntoken = [" + token + "], " +
"\ntarget = [" + target + "], \nintent = [" + intent +
"], \nrequestCode = [" + requestCode + "], \noptions = [" + options + "]");
Log.i(TAG, "------------hook success------------->");
Log.i(TAG, "这里可以做你在打开StartActivity方法之前的事情");
Log.i(TAG, "------------hook success------------->");
Log.i(TAG, "");
//由于这个方法是隐藏的，所以需要反射来调用，先找到这方法
try {
Method execStartActivity = Instrumentation.class.getDeclaredMethod(
EXEC_START_ACTIVITY,
Context.class, IBinder.class, IBinder.class, Activity.class,
Intent.class, int.class, Bundle.class);
execStartActivity.setAccessible(true);
return (ActivityResult) execStartActivity.invoke(oldInstrumentation, who,
contextThread, token, target, intent, requestCode, options);
} catch (Exception e) {
//如果你在这个类的成员变量Instrumentation的实例写错mInstrument,代码讲会执行到这里来
throw new RuntimeException("if Instrumentation paramerter is mInstrumentation, hook will fail");
}
}
}

3）然后用代理对象替换，代码如下

package com.example.hookstartactivity;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
import android.app.Application;
import android.app.Instrumentation;
import android.util.Log;
public class MyApplication extends Application {
public static final String TAG = "MyApplication";
public static final String ACTIVIT_THREAD = "android.app.ActivityThread";
public static final String CURRENT_ACTIVITY_THREAD = "currentActivityThread";
public static final String INSTRUMENTATION = "mInstrumentation";
@Override
public void onCreate() {
try {
//这个方法一般是写在Application的oncreate函数里面，如果你写在activity里面的oncrate函数里面就已经晚了
attachContext();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
public static void attachContext() throws Exception{
//获取当前的ActivityThread对象
Class<?> activityThreadClass = Class.forName(ACTIVIT_THREAD);
Method currentActivityThreadMethod = activityThreadClass.getDeclaredMethod(CURRENT_ACTIVITY_THREAD);
currentActivityThreadMethod.setAccessible(true);
Object currentActivityThread = currentActivityThreadMethod.invoke(null);
//拿到在ActivityThread类里面的原始mInstrumentation对象
Field mInstrumentationField = activityThreadClass.getDeclaredField(INSTRUMENTATION);
mInstrumentationField.setAccessible(true);
Instrumentation mInstrumentation = (Instrumentation) mInstrumentationField.get(currentActivityThread);
//构建我们的代理对象
Instrumentation evilInstrumentation = new InstrumentationProxy(mInstrumentation);
//通过反射，换掉字段，注意，这里是反射的代码，不是Instrumentation里面的方法
mInstrumentationField.set(currentActivityThread, evilInstrumentation);
//做个标记，方便后面查看
Log.i(TAG, "has go in MyApplication attachContext method");
}
}

要注意这个替换要在Application里面的oncreate方法里面去执行，如果到Activity方法里面去执行的话就晚了，程序不会报错，但是hook不到。

然后我是在主页面写了一个按钮，点击来触发startActivity的。
MainActivity.java 文件如下

package com.example.hookstartactivity;
import android.content.Intent;
import android.os.Bundle;
import android.support.v7.app.ActionBarActivity;
import android.util.Log;
import android.view.Menu;
import android.view.MenuItem;
import android.view.View;
import android.view.View.OnClickListener;
import android.widget.TextView;
public class MainActivity extends ActionBarActivity {
public static final String TAG = "MainActivity";
public TextView tv;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
tv = (TextView)findViewById(R.id.start);
tv.setOnClickListener(new OnClickListener(){
@Override
public void onClick(View v) {
try {
Intent intent = new Intent(MainActivity.this, SecondActivity.class);
Bundle bundle = new Bundle();
Log.i(TAG, "-------------------------------->");
Log.i(TAG, "startActivity before");
Log.i(TAG, "-------------------------------->");
startActivity(intent, bundle);
Log.i(TAG, "-------------------------------->");
Log.i(TAG, "startActivity after");
Log.i(TAG, "-------------------------------->");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
} );
}
}

跳转到的Second.java文件如下

package com.example.hookstartactivity;
import android.os.Bundle;
import android.support.v7.app.ActionBarActivity;
public class SecondActivity extends ActionBarActivity{
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_second);
}
}

第七步、运行代码

启动项目在ubuntu终端打印的日志图片如下：

然后我点击图标调用startActivity方法后ubuntu终端打印的日志图片如下：

日志上面看到，hook success了

看到ubuntu终端日志打印,前面显示了类，方便通过日志找bug,我用的是pidcat，下载pidcat

然后在ubuntu上面运行

pidcat.py 包名

就可以非常方便看的日志找bug了。

第八步、总结

通过这篇日志，希望打击可以更好的理解hook、java反射、静态代理、动态代理、ActivityThread、Instrumentation

最后附上源码下载地址，需要的小伙伴请猛搓这里 HookStartActivityDemo