ReplaceMethod

Introduction: android app 中对方法进行替换工具
More: Author   ReportBugs   
Tags:

ReplaceMethod: 在代码编译阶段,根据收集的配置信息,利用 ASM 对字节码进行替换,以达到对调用的方法进行替换的工具 (您不需要学习怎么写 gradle 插件,不需要学习 ASM 非常复杂的语法)

为什么要做这个工具

  1. 治理项目中的线程问题 背景:由于我做的项目历史非常的悠久并且非常的庞大复杂,项目中的线程没有一个统一的管理方式并且野线程(没有名字的线程)到处飞。 于是想着使用 ASM 在编译过程中对所有 new Thread 的地方进行替换到某个方法中,在这个方法中来统一处理 统一管理
  2. 在做 轻量级 LayoutInspector 工具 时候, 需要定位 view 被 inflate 的位置信息(哪个类的哪个方法哪行)以及 view 的点击事件的位置信息。想到的办法也是同上面(利用 ASM 在编译过程中替换字节码来实现)

于是我就想不能每次遇到 对方法替换的时候 就要写重复的写 gradle 插件,并且在写 ASM 相关的替换代码,那我为啥不写一个这样的工具呢(并且 ASM 相关的 api 真的很复杂),并且这个工具是可以做很多事情的。

用它能做什么

下面列了几个例子:

  1. 对 view.SetOnclickListener 方法进行替换。比如:

    代码中的所有的view.setOnClickListener方法最终被下面的方法替换

    public static void setOnClickListener(View view, View.OnClickListener clickListener, Object[] objects) {
         view.setOnClickListener(new ClickListenerWrapper(clickListener,objects));
     }
    
     public static class ClickListenerWrapper implements View.OnClickListener {
         private View.OnClickListener listener;
         private Object[] params;
    
         public ClickListenerWrapper(View.OnClickListener listener,Object[] objects) {
             this.listener = listener;
             params = objects;
         }
    
         @Override
         public void onClick(View v) {
             String className = params[0]+"";
             String classSimpleName = className.substring(className.lastIndexOf(".") + 1);
             Log.i(TAG, "click info: (" + classSimpleName + ".java:" + params[3] + ")" + " or (" + classSimpleName + ".kt:" + params[3] + ")"+"   view:"+v+"  clickListener:"+listener);
             if (listener != null) {
                 listener.onClick(v);
             }
         }
     }
    

    上面代码最终的效果是:在 view 被点击的时候,会打印当前 setOnClickListener 的具体代码处(类名,方法,行数)

  2. 对各种 new Thread() 进行治理,如下:

    把代码中的甚至是第三方库中的所有 new Thread()的代码统一都转入下面的方法中生成线程

    public static Thread createThread() {
          //使用统一的创建线程的方法重新生成 Thread,
    }
    
  3. 排查修复隐私问题(众所周知现在隐私问题国家管控的非常严格),可以对涉及隐私的方法调用进行替换, 如下:

    获取手机 mac 的代码如下:

    WifiManager wm = (WifiManager) context.getApplicationContext().getSystemService(Context.WIFI_SERVICE);
    WifiInfo wi = wm.getConnectionInfo();
     wi.getMacAddress()
    

    可以对项目中所有的 wi.getMacAddress方法替换到下面方法中,在这个方法中就可以写自己的逻辑了:

    public static String getMacAddress(WifiInfo wi) {
          // 增加自己的逻辑,如添加 log 信息
          String result = wi.getMacAddress()
          return result;
    }
    
  4. 对第三方 jar 或 aar 的方法进行替换,比如对第三方 jar 中的 Log 进行拦截,把需要的关键的 log 信息存储下来,或者修复第三方的 bug
  5. 大家还可以根据自己的需要来做其他更有趣的事情

实现原理

在说实现原理之前,先看下使用ReplaceMethod替换方法的例子

对 Activity 的 setContentView(int)方法进行替换例子

原先代码

替换后的 class

最终调用的方法

上面例子展示了对 Activity 的 setContentView(int)方法替换,

  1. 会在当前的类中生成一个私有的静态的方法(当前的类实例及 setContentView 的参数作为参数)
  2. 判断当前类是否是 Activity 的子类,是的话则调用ReplaceMethodDemo.setContentView(Activity, int) 方法, 至此 setContentView(int)方法被替换为 ReplaceMethodDemo.setContentView(Activity, int)
  3. 若当前类不是 Activity 的子类,则还是执行之前的逻辑
原理

看了上面的替换结果,我想大家冒出来的第一个问题是:替换不应该是 xxx.invokeAMethod -----> 被替换为 yyy.invokeAMethod 这么简单吗? 为啥要生成私有的静态方法这个啰嗦的不在?关于这个问题在下面给与答复。

方法替换的本质就是: xxx.invokeAMethod -----> yyy.invokeAMethod

围绕本质 ,实现主要做三件事情:

1 收集替换信息 收集替换信息主要是在**.gradle 文件中进行配置(为啥没有采用在 txt 文本文件中进行配置的主要原因是,配置项目确实很多,在文本文件中配置起来非常麻烦,出现错误难以定位问题),具体的配置介绍会在后面介绍 收集需要替换的方法信息,在编译过程中通过 ASM,查找到替换的方法后,插入替换者的信息字节码。

2 定位替换方法 利用 ASM,根据收集到的信息,去定位具体的方法,定位的时候主要对比:方法的 owner(所属类),方法是静态的还是实例,方法的名称,方法描述符。在定位确定的方法,比如:静态方法调用 StaticClass.invokeStaticMethod() (并且 StaticClass 的父类中没有定义 invokeStaticMethod 这个方法)的时候,是非常的简单的,在定位调用的是父类的静态/非静态方法是不能正确定位的,如上面例子 对Activity类的 setContentView(int)方法替换,在 ChildActivity(Activity 子类)调用 setContentView(int)方法,这时候的owner是 ChildActivity ,它和 Activity 肯定是不一样的,这时候就会导致定位不到,但是 ChildActivity 中调用的 setContentView(int)确实是需要替换的方法,那因此针对这种情况需要特殊处理,处理方法如下:

  1. 在当前类中生成一个私有的静态方法,它的参数有(当前类作为第一个参数,替换方法的参数。静态/实例方法的参数是不一样的),它的返回值与替换方法保持一致
  2. 在该静态方法中加入一些判断逻辑,判断第一个参数是否是替换方法 owner 的子类,是的话进行替换,不是则保存原先逻辑
  3. 把调用替换方法的地方替换为调用 生成的私有静态方法

这样,就可以在运行期间来进行检测定位逻辑和替换逻辑了

3 替换 定位到替换方法后,利用 ASM 插入对应的字节码,主要分为几种情况:

  1. 对于确定的方法 的方法,直接替换为目标类的方法名(目标类指 yyy),替换后的效果:xxx.invokeAMethod -----> yyy.invokeAMethod
  2. 对于 new 对象的方法,直接替换为目标类的静态方法(目标类指 yyy,静态方法的参数与构造函数参数一致,返回值为 new 对象对应的类),替换后的效果: new MyClass( int ,int ) -------> yyy.createMyClass( int, int)
  3. 对于调用的是父类的静态/非静态方法,利用 ASM 在当前类中插入 私有静态方法(见 2 定位替换方法),替换后效果:xxx.invokeAMethod -----> 当前类.generateStaticMethod ------> yyy.invokeAMethod

接入(参考代码中的例子)

1.工程的 gradle 文件

buildscript {
    repositories {
                maven { url 'https://jitpack.io' }

    }
    dependencies {
        classpath "com.github.niuxiaowei:ReplaceMethod:1.0.4"
    }
}
allprojects {
    repositories {
        maven { url 'https://jitpack.io' }
    }
}

2.app 的 gradle 文件

apply plugin: 'ReplaceMethodPlugin'


replaceMethod{
    open true
    openLog true
    logFilters "IInterfaceTest"
    replaceByMethods{
        register {
            replace {
                invokeType "ins"
                className "android.view.LayoutInflater"
                methodName "inflate"
                desc "(int,android.view.ViewGroup)android.view.View"
            }
            by {
                className = "com.mi.replacemethod.ReplaceMethodDemo"
                methodName = "inflate"
                addExtraParams = true
            }
        }
   }
}

3.泛型的配置 比如配置 List,如下面的配置方法都可以

register {
            replace {
                invokeType "ins"
                className "android.app.ActivityManager"
                methodName "getRunningTasks"
                desc "(int)java.util.List"
            }
            by {
                className = "com.mi.replacemethod.ReplaceMethodDemo"
            }
}

or

register {
            replace {
                invokeType "ins"
                className "android.app.ActivityManager"
                methodName "getRunningTasks"
                desc "(int)java.util.List<android.app.ActivityManager\$RunningTaskInfo>"
            }
            by {
                className = "com.mi.replacemethod.ReplaceMethodDemo"
            }
}

replaceMethod中进行配置,可以参考代码中的例子。

配置项介绍 open: true:替换功能打开, false:替换功能关闭 openLog : true: 编译过程中的 log 打开, 否则关闭 (日志建议不要打开,否则影响编译速度) logFilters: 配合 openLog 使用,只有在 openLog 为 true 的情况下才有效。不配置则会把所有日志打印出来,配置后只显示配置的日志,可以配置多个,用","分割,如: logFilters "IInterfaceTest","Main", "AA" replaceByMethods:注册多个替换方法

register: 注册一对replace by。 可以这样理解 register:replace中的方法被by方法替换

replace: 配置需要替换的方法,它的属性有:

  1. invokeType,代表方法类型:静态的,实例,构造方法,它的值有:static(静态方法),ins(非私有实例方法),new(构造方法)
  2. className,方法所属的类名, 配置内部类时候必须使用"\\$", 如

    className "(android.view.View\$OnClickListener)"
    
  3. methodName,方法的名称
  4. desc,方法描述符配置,格式: (paramType, paramType2,...) returnType。 paramType: 基本数据类型直接用基本数据类型,否则使用类的全路径,多个 param 直接用 "," 分割 returnType: 同上,代表返回类型,返回类型为 void,可以不用配置 若方法没有参数并且返回类型为 void,则可不用配置该项
  5. releaseEnable: 在 buildType 为 release 的时候 替换功能 是否有用。 true:代表该条替换在 release 进行替换,默认值 false
  6. ignoreOverideStaticMethod:针对子类中调用父类定义的非私有静态方法情况,默认值为 false,如下面的例子:

    register {
             replace {
                 invokeType "static"
                 className "android.view.View"
                 methodName "inflate"
                 desc "(android.content.Context,int,android.view.ViewGroup)android.view.View"
                 ignoreOverideStaticMethod true
             }
             by {
                 className = "com.mi.replacemethod.ReplaceMethodDemo"
                 methodName = "inflate"
                 addExtraParams  true
             }
         }
    

    对 View 的 inflate 方法替换,若该值为 true,则会忽略子类中重新定义的相同的 inflate 方法,而直接进行替换。

  7. replacePackages:对哪些 package 进行替换,不配置则对所有的包进行替换,可以配置多个,如:replacePackages "com.mi","com.niu"

by: 配置替换replace的方法信息, 它的属性有:

  1. className: 类名, 配置内部类时候必须使用"\\$", 如

    className "(android.view.View\$OnClickListener)"
    
  2. methodName:方法名,必须是public 类型的静态方法, 若与replace的方法同名,则可不用配置
  3. addExtraParams: 是否需要额外数据, true 需要,若配置为 true,则在方法的参数中必须有一个 Object[] 类型的参数,并且必须是最后一个参数,否则在运行过程中会奔溃, Object[] 信息有:object[0] 调用replace 方法的类全路径名称, object[1] 调用replace 方法的方法名称, object[2] 调用replace 方法的方法描述符合,object[3] 调用replace 方法的行信息

还未实现功能

不能对私有方法进行替换 不能对在子类中调用父类定义的静态方法进行替换,比如:对在 View 子类的静态方法中调用 View 的 inflate 方法进行替换

public class MyView extends View{

      private static void init(Context context, int resource, ViewGroup root){
               inflate(contet, resource,  root);
     }

}

我的公众号 我的微信公众号

Apps
About Me
GitHub: Trinea
Facebook: Dev Tools