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android / By / 2015-06-14

http://blog.csdn.net/z1074971432/article/details/44728459

 

 

http://git.oschina.net/lody/Direct-load-apk

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[置顶] Direct-Run-Apk apk免安装直接启动原理与实现（一）

分类： android framework 研究2015-03-29 23:06 647人阅读 评论(3) 收藏 举报
android启动apkclassloader主题

目录(?)[+]

我想这个应该很多人探讨过，我13年的时候就把这个框架做出来了，可以直接运行80%的apk，不过本人比较懒一直没去写文章总结其中一些心得，今天给大家分享一下，

类似项目 http://git.oschina.net/lody/Direct-load-apk

首先我们来探讨一个 apk 是如何启动的，

OK，首先你得安装这个apk，然后你点击图标，结果apk就启动了，看到了画面，完成。

第一个问题：点击apk图标的时候系统做了什么事情？

打开 logcat 新建一个过滤器以 ActivityManager 为 Tag，清空logcat，点击apk图标，你可以看到下面的日志：

第一条日志是启动Activity，Intent 内容：

action=android.intent.action.MAIN

category=android.intent.category.LAUNCHER，

所以你明白了为什么你的主 Activity 需要这样配置。

第二条日志是启动进程，

所以点击apk图片后系统做了2件事情：1.启动一个进程； 2.在这个进程里启动主Activity

不过我们今天要讨论的是不安装apk启动，不安装怎么启动，总得有个入口给我吧，

是的我们需要一个宿主：想象一个文件管理器，在列表里点击 apk 直接启动，这个文件管理器就是我们的宿主，

那你非要问可以不要宿主吗？

答案是，不可以，我也没办法，没有入口你怎么去操作！

下面我们要讨论的问题是宿主如何实现 apk 直接启动功能。

第二个问题：宿主如何实现 apk 直接启动功能？

第一个问题里我们已经阐述了apk如何启动的，那么我们需要做的就是模拟系统所做的工作。

首先，启动apk启动什么，一个Activity，那么好我们从未安装的apk AndroidManifest.xml 解析出启动Activity，然后调用 startActivity 不就 ok 吗，对不起，崩溃，Activity 未在 AndroidManifest.xml 配置！

所以我们只能启动一个再宿主中已经配置的Activity，

细究Activity如何启动，抓根本，startActivity 最终实现调用的是（不要问我如何找到的，在 android.app.Instrumentation 第 1419 行）

[java] view plaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片

  1. int result = ActivityManagerNative.getDefault()
  2.     .startActivity(whoThread, who.getBasePackageName(), intent,
  3.             intent.resolveTypeIfNeeded(who.getContentResolver()),
  4.             token, target != null ? target.mEmbeddedID : null,
  5.             requestCode, 0, null, null, options);

这个方法直接调到了 ActivityManagerService （AMS）系统进程，响应完后，再回到应用进程，回调到 ActivityThread 内部 Handler H：

android.app.ActivityThread line 1190

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  1. case LAUNCH_ACTIVITY: {
  2.     Trace.traceBegin(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER, “activityStart”);
  3.     ActivityClientRecord r = (ActivityClientRecord)msg.obj;
  5.     r.packageInfo = getPackageInfoNoCheck(
  6.             r.activityInfo.applicationInfo, r.compatInfo);
  7.     handleLaunchActivity(r, null);
  8.     Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
  9. } break;

android.app.ActivityThread  handleLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) line:2217

android.app.ActivityThread  performLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) line:2077

[java] view plaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片

  1. Activity activity = null;
  2. try {
  3.     java.lang.ClassLoader cl = r.packageInfo.getClassLoader();
  4.     activity = mInstrumentation.newActivity(
  5.             cl, component.getClassName(), r.intent);
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  1. android.app.Instrumentation newActivity line 1057
[java] view plaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片

  1. public Activity newActivity(ClassLoader cl, String className,
  2.         Intent intent)
  3.         throws InstantiationException, IllegalAccessException,
  4.         ClassNotFoundException {
  5.     return (Activity)cl.loadClass(className).newInstance();
  6. }

思路很简单，通过反射创建 activity 对象，注意哦这是在应用进程，聪明的你可能想到了，启动一个在宿主配置的activity，回调创建activity对象的时候换成真正的Activity对象不就OK么下面我们来探讨这个如何实现，

首先，我们启动 Activity 需要传一个 Intent 对象，AMS用来查找Activity 组件，performLaunchActivity 方法的 r 参数里面有一个 intent 对象，这个intent 就是startActivity()方法传递的（这一点非常关键），

1.使用动态代理拦截 ActivityManagerNative 的 startActivity 方法：

（至于Java动态代理技术自己百度）判断 Intent 参数，如果要启动的 Activity 是未安装的apk的，那么把他换成宿主已声明的，

[java] view plaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片

  1.     private Intent makeProxy(Intent oIntent, String proxyClass) {
  2.         Intent intent = new Intent();
  3.         intent.setClassName(ApkRunner.getShellPkg(), proxyClass);
  4.         intent.putExtra(FLAG_PROXY, true);
  5.         intent.putExtra(KEY_INTENT, oIntent);
  7.         /**
  8.          * 加标志过去会导致一些莫名的问题，我们就默认给他启动一个好了 2014-4-3
  9.          */
  10. //      intent.addFlags(oIntent.getFlags());
  12.         return intent;
  13.     }

把原始的 Intent 作为一个参数存储到 Intent ，

2.拦截 ActivityThread H 的 handleMessage(Message msg)方法：

用反射替换 Handler 的 callback 对象。

H 原本的 callback 对象是 null ，所以你的 callback  -> boolean handleMessage(Message msg) 要返回 false，让系统调用原始版本。

在 LAUNCH_ACTIVITY 消息替换 (ActivityClientRecord r) r.activityInfo 和 r.intent

activityInfo 对象的作用，看这行 line 2808

r.packageInfo = getPackageInfo(aInfo.applicationInfo

这行代码创建了一个 LoadedApk 对象，这个对象非常关键，一个 apk 加载之后所有信息都保存在此对象（比如：DexClassLoader、Resources、Application），一个包对应一个对象，以包名区别，而 ActivityThread 里设计可以缓存N个LoadedApk，以包名为key存储在一个Map里。看 getPackageInfo 方法的部分代码：

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  1. packageInfo =
  2.     new LoadedApk(this, aInfo, compatInfo, baseLoader,
  3.             securityViolation, includeCode &&
  4.             (aInfo.flags&ApplicationInfo.FLAG_HAS_CODE) != 0);
  5. if (includeCode) {
  6.     mPackages.put(aInfo.packageName,
  7.             new WeakReference<LoadedApk>(packageInfo));
  8. } else {
  9.     mResourcePackages.put(aInfo.packageName,
  10.             new WeakReference<LoadedApk>(packageInfo));
  11. }

所以，我们需要替换 r.activityInfo ，activityInfo 使用 PackageManager getPackageArchiveInfo 创建

接下来就是 LoadedApk 几个关键对象的创建：

  • 1.ClassLoader 代码管理器

android.app.LoadedApk line 318

[java] view plaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片

  1.     mClassLoader =
  2.         ApplicationLoaders.getDefault().getClassLoader(
  3.             zip, libraryPath, mBaseClassLoader);
  4. .
  5. PathClassLoader pathClassloader = new PathClassLoader(zip, parent);
  6. Trace.traceEnd(Trace.TRACE_TAG_ACTIVITY_MANAGER);
  7. return pathClassloader;

如果使用 PathClassLoader 去创建是不可行的，好在 android 开放了一个 DexClassloader 给我们，所以我们要在 LoadedApk 创建后用反射替换掉 mClassLoader 对象

  • 2.Resources 资源管理器

android.app.LoadedApk line 318

[java] view plaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片

  1. public Resources getResources(ActivityThread mainThread) {
  2.     if (mResources == null) {
  3.         mResources = mainThread.getTopLevelResources(mResDir,
  4.                 Display.DEFAULT_DISPLAY, null, this);
  5.     }
  6.     return mResources;
  7. }
[java] view plaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片

  1.         AssetManager assets = new AssetManager();
  2.         if (assets.addAssetPath(resDir) == 0) {
  3.             return null;
  4.         }
  5. …
  6.         r = new Resources(assets, dm, config, compatInfo, token);

所以你知道如何创建一个 apk 的 Resources 了，对的，关键点就是 assets.addAssetPath(resDir)创建好 Resources 后，替换 LoadedApk 的 mResources 对象

  • 3.Application 每个apk启动创建的第一个组件就是 Application
android.app.LoadedApk line 486
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  1. public Application makeApplication(boolean forceDefaultAppClass,
  2.         Instrumentation instrumentation) {
  3.     if (mApplication != null) {
  4.         return mApplication;
  5.     }
  7.     Application app = null;
  9.     String appClass = mApplicationInfo.className;
  10.     if (forceDefaultAppClass || (appClass == null)) {
  11.         appClass = “android.app.Application”;
  12.     }
  14.     try {
  15.         java.lang.ClassLoader cl = getClassLoader();
  16.         ContextImpl appContext = ContextImpl.createAppContext(mActivityThread, this);
  17.         app = mActivityThread.mInstrumentation.newApplication(
  18.                 cl, appClass, appContext);
  19.         appContext.setOuterContext(app);
  20.     } catch (Exception e) {
  21.     }
  22.     mActivityThread.mAllApplications.add(app);
  23.     mApplication = app;

这个创建没什么难点

Application对象搞定后，我们模拟调用一下 onCreate() 方法，OK 大功告成，一个 apk 运行所需要的环境就搭建好了，
接下来就是使用偷梁换柱方法把  apk 的主 activity 启动起来。

当然，只言片语很难讲解这套框架的实现，其中还有很多细节需要处理

不过原理就是这些，偷梁换柱！

今天先讲到这，框架源码到时候会放出来