Andfix学习记录Word文档下载推荐.docx
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原理篇
andfix深入
补丁深入
andfix原理
andfix的核心原理就是方法替换在通过其apath工具给需要替换的方法加上注解@repleaceMethod，这样在执行时把有bug的方法替换成补丁文件中执行的方法。
（在Native层使用指针替换的方式替换bug的方法，从而达到修复bug的目的），具体过程如下图：
使用虚拟机的JarFile加载的补丁文件，读取PATCH.MF文件得到补丁类名称
获取补丁方法
使用DexFile读取patch文件的dex文件，获取后根据注解获取补丁方法
获取bug所在的方法
根据注解中获取到的类名和方法，使用ClassLaoder获取到class，然后根据反射得到bugMethod，并将其访问属性修改为public
—————————————–Java层————————————————————-
Native层替换方法
使用JNI来替换bug所在方法对象的属性来修复bug
简要类之间关系图
修复的具体过程为：
1）我们及时修复好bug之后，我们可以apkpatch工具将两个apk做一次对比，然后找出不同的部分。
生成的apatch了文件。
若果这个时候，我们把后缀改成zip再解压开，里面有一个dex文件。
反编译之后查看一下源码，里面就是被修复的代码所在的类文件,这些更改过的类都加上了一个_CF的后缀，并且变动的方法都被加上了一个叫@MethodReplace的annotation，通过clazz和method指定了需要替换的方法。
（后面补丁原理会说到）
2）客户端得到补丁文件后就会根据annotation来寻找需要替换的方法。
从AndFixManager.fix方法开始，客户端找到对应的需要替换的方法，然后在fix方法的具体实现中调用fixClass方法进行方法替换过程。
3）由JNI层完成方法的替换。
fixClass方法遍历补丁class里的方法，在jni层对所需要替换的方法进行一一替换。
（AndfixManager#replaceMethod）
源码解析
遵循使用时四步走：
Step1：
初始化PatchManger
`PatchManagerpatchManager=newPatchManager（）;
参阅patchManager类源码——>
AndfixManager其中包含了Compat兼容性检测类、SecurityChecker安全性检查类
`publicAndFixManager（Contextcontext）{
mContext=context;
//判断机型是否支持Andfix阿里的YunOs不支持
mSupport=Compat.isSupport（）;
if（mSupport）{
//初始化签名判断类
mSecurityChecker=newSecurityChecker（mContext）;
mOptDir=newFile（mContext.getFilesDir（）,DIR）;
//makedirectoryfail
if（!
mOptDir.exists（）&
&
!
mOptDir.mkdirs（））{
mSupport=false;
Log.e（TAG,"
optdircreateerror."
）;
}elseif（!
mOptDir.isDirectory（））{//notdirectory
//如果不是目录则删除
mOptDir.delete（）;
}`
Step2:
使用PatchManger检查版本
`patchManager.init（apk版本）`
参阅patchManager#init——>
Patch构造函数初始化init
主要是版本比对，记录版本号；
根据版本号将patch清除或者加载到缓存中
参阅Patch#init
`publicvoidinit（StringappVersion）{
mPatchDir.exists（）&
mPatchDir.mkdirs（））{//makedirectoryfail
patchdircreateerror."
return;
mPatchDir.isDirectory（））{//notdirectory
mPatchDir.delete（）;
SharedPreferencessp=mContext.getSharedPreferences（SP_NAME,
Context.MODE_PRIVATE）;
//缓存版本号
Stringver=sp.getString（SP_VERSION,null）;
if（ver==null||!
ver.equalsIgnoreCase（appVersion））{
//根据传入版本号作对比，若不同，则删除本地的补丁文件
cleanPatch（）;
sp.edit（）.putString（SP_VERSION,appVersion）.commit（）;
//传入新的版本号
}else{
initPatchs（）;
//初始化patch列表，把本地的patch加载到内存中
}
privatevoidinitPatchs（）{
File[]files=mPatchDir.listFiles（）;
for（Filefile:
files）{
addPatch（file）;
Patch文件的加载使用JarFile读取Patch文件，读取一些属性如patchname，createtime，其中如果本地保存了多个补丁，那么AndFix会按照补丁生成的时间顺序加载补丁。
具体是根据.apatch文件中的PATCH.MF的字段Created-Time。
step3:
loadPatch
参阅patchManager#loadPatch
提供了3个重载方法
`publicvoidloadPatch（）//andfix初始化之后调用
privatevoidloadPatch（Patchpatch）//下载补丁完成后调用，addPatch（path）
publicvoidloadPatch（StringpatchName,ClassLoaderclassLoader）//提供了自定义类加载器的实现
这三个核心都是调用了publicsynchronizedvoidfix（Filefile,ClassLoaderclassLoader,Listclasses）
参看AndfixManager#fix
`publicsynchronizedvoidfix（Filefile,ClassLoaderclassLoader,
List<
String>
classes）{
mSupport）{
//判断补丁的签名
mSecurityChecker.verifyApk（file））{//securitycheckfail
try{
Fileoptfile=newFile（mOptDir,file.getName（））;
booleansaveFingerprint=true;
if（optfile.exists（））{
//needtoverifyfingerprintwhentheoptimizefileexist,
//preventsomeoneattackonjailbreakdevicewith
//Vulnerability-Parasyte.
//btw:
exaggeratedandroidVulnerability-Parasyte
//
//如果本地已经存在补丁文件，则校验指纹信息
if（mSecurityChecker.verifyOpt（optfile））{
saveFingerprint=false;
optfile.delete（））{
//加载patch文件中的dex
finalDexFiledexFile=DexFile.loadDex（file.getAbsolutePath（）,
optfile.getAbsolutePath（）,Context.MODE_PRIVATE）;
if（saveFingerprint）{
mSecurityChecker.saveOptSig（optfile）;
ClassLoaderpatchClassLoader=newClassLoader（classLoader）{
//重写了ClassLoader的findClass方法
@Override
protectedClass<
?
>
findClass（StringclassName）
throwsClassNotFoundException{
Class<
clazz=dexFile.loadClass（className,this）;
if（clazz==null
&
className.startsWith（"
com.alipay.euler.andfix"
））{
returnClass.forName（className）;
//annotation注解class
//notfound
if（clazz==null）{
thrownewClassNotFoundException（className）;
returnclazz;
};
Enumeration<
entrys=dexFile.entries（）;
clazz=null;
while（entrys.hasMoreElements（））{
Stringentry=entrys.nextElement（）;
if（classes!
=null&
classes.contains（entry））{
continue;
//skip,notneedfix
clazz=dexFile.loadClass（entry,patchClassLoader）;
//获取有bug的类文件
if（clazz!
=null）{
fixClass（clazz,classLoader）;
//核心-
}catch（IOExceptione）{
pacth"
e）;
fix——>
fixclass——>
replaceMethod——>
Andfix#replaceMethod（Methoddest,Methodsrc）Native方法
`privatevoidfixClass（Class<
clazz,ClassLoaderclassLoader）{
//反射找到clazz中的所有方法
Method[]methods=clazz.getDeclaredMethods（）;
//MethodReplace的注解
MethodReplacemethodReplace;
Stringclz;
Stringmeth;
for（Methodmethod:
methods）{
//遍历所有方法，找到有MethodReplace注解的方法，即需要替换的方法
methodReplace=method.getAnnotation（MethodReplace.class）;
//获取此方法的注解，有bug的方法生成patch的类中的方法都是有注解的
if（methodReplace==null）
clz=methodReplace.clazz（）;
//获取注解中的clazz的值
meth=methodReplace.method（）;
//获取注解中method的值
isEmpty（clz）&
isEmpty（meth））{
//找到需要替换的方法后调用replaceMethod替换方法
replaceMethod（classLoader,clz,meth,method）;
`privatevoidreplaceMethod（ClassLoaderclassLoader,Stringclz,
Stringmeth,Methodmethod）{
Stringkey=clz+"
@"
+classLoader.toString（）;
//根据key查找缓存中的数据，该缓存记录了已经被修复过得class
clazz=mFixedClass.get（key）;
if（clazz==null）{//classnotload
//找不到说明该class没有被修复过，则通过类加载器去加载
clzz=classLoader.loadClass（clz）;
//initializetargetclass
//通过C层改写accessFlag，把需要替换的类的所有方法（Field）改成了public
clazz=AndFix.initTargetClass（clzz）;
//初始化targetclass
=null）{//initializeclassOK
mFixedClass.put（key,clazz）;
Methodsrc=clazz.getDeclaredMethod（meth,
method.getParameterTypes（））;
//根据反射拿到有bug的类的方法
//这里是调用了jni，art和dalvik分别执行不同的替换逻辑，在cpp进行实现
AndFix.addReplaceMethod（src,method）;
//替换方法src是有bug的方法，method是补丁方法
}catch（Exceptione）{
replaceMethod"
Natvie方法的分析见下面
前三步都是一开始初始化时候要做的，而最后一步第四步则是补丁下载好之后再做的
step4:
添加Patch
`patchManager.addPatch（path）`
参阅PatchManager#addPatch，最终还是执行loadpatch
appPatch——>
copy到andfix默认的文件夹下——>
执行loadPatch（补丁立即生效）
`publicvoidaddPatch（Stringpath）throwsIOException{
Filesrc=newFile（path）;
Filedest=newFile（mPatchDir,src.getName（））;
if（!
src.exists（））{
thrownewFileNotFoundException（path）;
if（dest.exists（））{
Log.d（TAG,"
patch["
+path+"
]hasbeloaded."
//这一步很重要，通过这一步将你所下载保存的patch文件，copy到andfix自己默认的文件夹内存的data/data/apatch
FileUtil.copyFile（src,dest）;
//copytopatch'
sdirectory
Patchpatch=addPatch（dest）;
if（patch!
//加载patch补丁立即生效
loadPatch（patch）;
小结一下：
可以看出andfix的核心就是两大步
-java层实现加载补丁文件，安全验证等操作，然后根据补丁汇总的注解找到将要替换的方法，交给Native层去处理替换方法
-native层：
利用Javahook的技术来替换要修复的方法
附Native分析
在JNI目录下art和darvik文件中
andfix.cpp#replaceMethod——>
art_method_replace.cpp（根据版本）——art_method_replace_5_0.cpp
Dalvik
Dalvik是Google公司自己设计用于Android平台的Java虚拟机。
Dalvik虚拟机是Google等厂商合作开发的Android移动设备平台的核心组成部分之一。
它可以支持已转换为.dex（即DalvikExecutable）格式的Java应用程序的运行，.dex格式是专为Dalvik设计的一种压缩格式，适合内存和处理器速度有限的系统。
Dalvik经过优化，允许在有限的内存中同时运行多个虚拟机的实例，并且每一个Dalvik应用作为一个独立的Linux进程执行。
独立的进程可以防止在虚拟机崩溃的时候所有程序都被关闭。
ART
Android操作系统已经成熟，Google的Android团队开始将注意力转向一些底层组件，其中之一是负责应用程序运行的Dalvik运行时。
Google开发者已经花了两年时间开发更快执行效率更高更省电的替代ART运行时。
ART代表AndroidRuntime，其处理应用程序执行的方式完全不同于Dalvik，Dalvik是依靠一个Just-In-Time（JIT）编译器去解释字节码。
开发者编译后的应用代码需要通过一个解释器在用户的设备上运行，这一机制并不高效，但让应用能更容易在不同硬件和架构上运行。
ART则完全改变了这套做法，在应用安装时就预编译字节码到机器语言，这一机制叫Ahead-Of-Time（AOT）编译。
在移除解释代码这一过程后，应用程序执行将更有效率，启动更快。
-优缺点
ART优点：
1、系统性能的显著提升。
2、应用启动更快、运行更快、体验更流畅、触感反馈更及时。
3、更长的电池续航能力。
4、支持更低的硬件。
ART缺点：
1、更大的存储空间占用，可能会增加10%-20%。
2、更长的应用安装时间。
总的来说ART的功效就是“空间换时间”。
其他重要函数
PatchManage#removeAllPatch（）
这个函数是在PatchManage#init（viersin）verision不同时调用的方法一样，清空补丁目录文件，这在做保护的时候十分重要。
`publicvoidremoveAllPatch（）{
sp.edit（）.clear（）.commit（）;
比如在laodPatch,包括初始化的时候patchManager.loadPatch（）和patchManager.addPatch（其实也是调用loadpath）
`publicvoidloadPatch（）{
mLoaders.put（"
*"
mContext.getClassLoader（））;
//wildcard
Set<
patchNames;
classes;
for（Patchpatch:
mPatchs）{
patchNames=patch.getPatchNames（）;
for（StringpatchName:
patchNames）{
classes=patch.getClasses（patchName）;
//获取patch对用的class类集合
mAndFixMan
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