安卓 HOOK框架原理实现

韩梦飞沙  韩亚飞  [e-mail]  yue31313  han_meng_fei_sha

Zygote

在Android系统中，应用程序进程都是由Zygote进程孵化出来的，而Zygote进程是由Init进程启动的。Zygote进程在启动时会创建一个Dalvik虚拟机实例，每当它孵化一个新的应用程序进程时，都会将这个Dalvik虚拟机实例复制到新的应用程序进程里面去，从而使得每一个应用程序进程都有一个独立的Dalvik虚拟机实例。这也是Xposed选择替换app_process的原因。

Zygote进程在启动的过程中，除了会创建一个Dalvik虚拟机实例之外，还会将Java运行时库加载到进程中来，以及注册一些Android核心类的JNI方法来前面创建的Dalvik虚拟机实例中去。注意，一个应用程序进程被Zygote进程孵化出来的时候，不仅会获得Zygote进程中的Dalvik虚拟机实例拷贝，还会与Zygote一起共享Java运行时库。这也就是可以将XposedBridge这个jar包加载到每一个Android应用程序中的原因。XposedBridge有一个私有的Native（JNI）方法hookMethodNative，这个方法也在app_process中使用。这个函数提供一个方法对象利用Java的Reflection机制来对内置方法覆写。具体的实现可以看下文的Xposed源代码分析。

1.2.2 Hook/Replace

Xposed 框架中真正起作用的是对方法的hook。在Repackage技术中，如果要对APK做修改，则需要修改Smali代码中的指令。而另一种动态修改指令的技术需要在程序运行时基于匹配搜索来替换smali代码，但因为方法声明的多样性与复杂性，这种方法也比较复杂。

在Android系统启动的时候，zygote进程加载XposedBridge将所有需要替换的Method通过JNI方法hookMethodNative指向Native方法xposedCallHandler，xposedCallHandler在转入handleHookedMethod这个Java方法执行用户规定的Hook Func。

XposedBridge这个jar包含有一个私有的本地方法：hookMethodNative，该方法在附加的app_process程序中也得到了实现。它将一个方法对象作为输入参数（你可以使用Java的反射机制来获取这个方法）并且改变Dalvik虚拟机中对于该方法的定义。它将该方法的类型改变为native并且将这个方法的实现链接到它的本地的通用类的方法。换言之，当调用那个被hook的方法时候，通用的类方法会被调用而不会对调用者有任何的影响。在hookMethodNative的实现中，会调用XposedBridge中的handleHookedMethod这个方法来传递参数。handleHookedMethod这个方法类似于一个统一调度的Dispatch例程，其对应的底层的C++函数是xposedCallHandler。而handleHookedMethod实现里面会根据一个全局结构hookedMethodCallbacks来选择相应的hook函数，并调用他们的before, after函数。

当多模块同时Hook一个方法的时候，Xposed会自动根据Module的优先级来排序，调用顺序如下：

A.before -> B.before -> original method -> B.after -> A.after

Application：XposedInstaller

XposedInstaller负责对Xposed运行环境的安装配置与Module的管理，无论对于开发者还是普通用户而言，都是接触到的第一个应用。另一方面，如果我们需要抛弃Xposed本来的Module管理机制，改编为我们自己的应用，也需要了解XposedInstaller的基本流程。