NDK16、17_andfix原理及其手写实现热修复

其他 2020-04-11 11:58:05 阅读次数: 0

NDK开发汇总

一 热修复

通常解决bug都是通过发布版本的形式达到的，在下一个版本发布之前，用户是用不出现bug之后的功能，给用户体验非常差， 而热修复可以避免频繁发布版本。

热修复技术指的是应用不需要发版，用户无需安装就可以更新应用的部分内容，主要用于线上版本的bug快速、无感修复

本文主要简单介绍热修复的一种 ：andfix

1 特点

  • 随时随地可以在后台修复bug
  • 减少公司在营运中的损失。因为一旦产品发布，出现奔溃的现象后，用户是用不了app的功能的
  • 避免频繁发布版本
  • 一次修复 只要手机不关机的情况，再无需修复
  • 可以在线更改某些功能

2 主流的热修复技术

  • thinker ：微信
  • andfix：淘宝，性能优于thinker，但是太依赖底层
  • sophix（未开源）：主要解决size的问题然后利用memcpy替换Method

3 修复步骤

  1. 发现bug 并修改bug，将修复的java文件 编译成class 然后打包成dex 放到服务器 供客户端下载
  2. 将修复的方法体 Method 从dex 文件取出，将会出现bug的方法 Method 也取出来
  3. 将取出的正确的 和 错误的method 一并传到底层做替换操作
  4. 底层替换 ( 指针替换）在这里插入图片描述

4 CLASS_ISPREVERIFIED问题

为什么微信热修复需要重启

  1. 在apk安装的时候，虚拟机会将dex优化成odex后才拿去执行。在这个过程中会对所有class一个校验。

  2. 校验方式：如果A类和B类在同一个dex中，那么A类就会被打上CLASS_ISPREVERIFIED标记

    A类 在开始分包的时候就引用了其他的dex java类 CLASS_ISPREVERIFIED标记

  3. 被打上这个标记的类不能引用其他dex中的类，否则就会报图中的错误

  4. 而普通分包方案则不会出现这个错误，
    因为引用和被引用的两个类一开始就不在同一个dex中
    所以校验的时候并不会被打上CLASS_ISPREVERIFIED

怎么样避免打CLASS_ISPREVERIFIED标记？
解决： JNI实现新旧METHOD替换的同时，修改CLASS_ISPREVERIFIED标记

二 JAVA层逻辑

ART(Android Runtime)是Android 4.4发布的，用来替换Dalvik虚拟，
Android 4.4默认采用的还是DVM，
系统会提供一个选项来开启ART。
在Android 5.0时，默认采用ART，DVM从此退出历史舞台。

public class DexManager {

    private Context context;
    private static final DexManager ourInstance = new DexManager();

    public static DexManager getInstance() {
        return ourInstance;
    }

    private DexManager() {
    }

    public void setContext(Context context) {
        this.context = context;
    }

    public void loadFile(File file) {
        try {
            DexFile dexFile = DexFile.loadDex(file.getAbsolutePath(),
                    new File(context.getCacheDir(), "opt").getAbsolutePath(), Context.MODE_PRIVATE);
            //下一步  得到class   ----取出修复好的Method
            Enumeration<String> entry= dexFile.entries();
            while (entry.hasMoreElements()) {
                // 拿到全类名
                String className=entry.nextElement();
                Class clazz=dexFile.loadClass(className, context.getClassLoader());
                if (clazz != null) {
                    fixClazz(clazz);
                }
            }

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

    private void fixClazz(Class realClazz) {
        //  服务器修复好的  realClazz
        Method[] methods=realClazz.getDeclaredMethods();
        for (Method rightMethod : methods) {
            Replace replace = rightMethod.getAnnotation(Replace.class);
            if (replace == null) {
                continue;
            }
            //找到了修复好的Method    找到出bug的Method
            String wrongClazz=replace.clazz();
            String  wrongMethodName=replace.method();
            try {
                Class clazz=Class.forName(wrongClazz);
                Method wrongMethod = clazz.getDeclaredMethod(wrongMethodName, rightMethod.getParameterTypes());
                if (Build.VERSION.SDK_INT <= 18) {
                    replace(Build.VERSION.SDK_INT ,wrongMethod, rightMethod);
                }
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (NoSuchMethodException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    public native void replace(int  sdk,Method wrongMethod, Method rightMethod);

}

因为在JNI调用修复的方法中要使用到相应的系统API，所以要引用对应虚拟机系统的头文件

三 Dalvik 修复

  • 引入Dalvik 系统的 dalvik.h头文件

  • 实现native修复方法：Java_com_example_ray_fix_DexManager_replace

#include <jni.h>
#include <string>
#include "dalvik.h"
typedef Object *(*FindObject)(void *thread, jobject jobject1);
typedef  void* (*FindThread)();
FindObject  findObject;
FindThread  findThread;

extern "C"{

JNIEXPORT void JNICALL
Java_com_example_ray_fix_DexManager_replace(JNIEnv *env, jobject instance, jint sdk,jobject wrongMethod,
                                               jobject rightMethod) {
//    做  跟什么有关   虚拟机    java虚拟机 Method
//找到虚拟机对应的Method 结构体
    Method *wrong = (Method *) env->FromReflectedMethod(wrongMethod);

    Method *right =(Method *) env->FromReflectedMethod(rightMethod);

//下一步  把right 对应Object   第一个成员变量ClassObject   status


//    ClassObject
    void *dvm_hand=dlopen("libdvm.so", RTLD_NOW);
//    sdk  10    以前是这样   10会发生变化
    findObject= (FindObject) dlsym(dvm_hand, sdk > 10 ?
                                             "_Z20dvmDecodeIndirectRefP6ThreadP8_jobject" :
                                             "dvmDecodeIndirectRef");
    findThread = (FindThread) dlsym(dvm_hand, sdk > 10 ? "_Z13dvmThreadSelfv" : "dvmThreadSelf");
// method   所声明的Class

    jclass methodClaz = env->FindClass("java/lang/reflect/Method");
    jmethodID rightMethodId = env->GetMethodID(methodClaz, "getDeclaringClass",
                                               "()Ljava/lang/Class;");
//
    jobject ndkObject = env->CallObjectMethod(rightMethod, rightMethodId);
    ClassObject *firstFiled = (ClassObject *) findObject(findThread(), ndkObject);
    firstFiled->status=CLASS_INITIALIZED;
    wrong->accessFlags |= ACC_PUBLIC;
    wrong->methodIndex=right->methodIndex;
    wrong->jniArgInfo=right->jniArgInfo;
    wrong->registersSize=right->registersSize;
    wrong->outsSize=right->outsSize;
//    方法参数 原型
    wrong->prototype=right->prototype;
//
    wrong->insns=right->insns;
    wrong->nativeFunc=right->nativeFunc;
}
}

四 ART修复

引入Art虚拟器中的相关源码，如7.0的：art_7_0.h

#include <jni.h>
#include <string>
#include "dalvik.h"
typedef Object *(*FindObject)(void *thread, jobject jobject1);
typedef  void* (*FindThread)();
FindObject  findObject;
FindThread  findThread;

extern "C"{

JNIEXPORT void JNICALL
Java_com_example_ray_fix_DexManager_replace(JNIEnv *env, jobject instance, jint sdk,jobject wrongMethod,
                                               jobject rightMethod) {
//    做  跟什么有关   虚拟机    java虚拟机 Method
//找到虚拟机对应的Method 结构体
    Method *wrong = (Method *) env->FromReflectedMethod(wrongMethod);

    Method *right =(Method *) env->FromReflectedMethod(rightMethod);

//下一步  把right 对应Object   第一个成员变量ClassObject   status


//    ClassObject
    void *dvm_hand=dlopen("libdvm.so", RTLD_NOW);
//    sdk  10    以前是这样   10会发生变化
    findObject= (FindObject) dlsym(dvm_hand, sdk > 10 ?
                                             "_Z20dvmDecodeIndirectRefP6ThreadP8_jobject" :
                                             "dvmDecodeIndirectRef");
    findThread = (FindThread) dlsym(dvm_hand, sdk > 10 ? "_Z13dvmThreadSelfv" : "dvmThreadSelf");
// method   所声明的Class

    jclass methodClaz = env->FindClass("java/lang/reflect/Method");
    jmethodID rightMethodId = env->GetMethodID(methodClaz, "getDeclaringClass",
                                               "()Ljava/lang/Class;");
//
    jobject ndkObject = env->CallObjectMethod(rightMethod, rightMethodId);
    ClassObject *firstFiled = (ClassObject *) findObject(findThread(), ndkObject);
    firstFiled->status=CLASS_INITIALIZED;
    wrong->accessFlags |= ACC_PUBLIC;
    wrong->methodIndex=right->methodIndex;
    wrong->jniArgInfo=right->jniArgInfo;
    wrong->registersSize=right->registersSize;
    wrong->outsSize=right->outsSize;
//    方法参数 原型
    wrong->prototype=right->prototype;
//
    wrong->insns=right->insns;
    wrong->nativeFunc=right->nativeFunc;
}
}

五 解决混淆产生的问题

使用工具：apkpatch 将新旧apk进行对比，会将修改的类，打包生成dex文件
注意：由于工具类中将相关的包名路径写死了，所以修复版Replace要重命名为MethodReplace，并修改包路径为：
com.alipay.euler.andfix.annotation

命令

apkpatch.bat -f new.apk -t old.apk -o output -k andfix.jk -p 123456 -a david -e 123456

-f 修复好的apk
-t 出现bug的apk
-o 输出的文件
-k 签名
-p 签名 密码
-a 别名
-e 别名的密码
鱼包子Ray
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