外掛化-外掛Service的執行管理
本文出自:Android" target="_blank" rel="nofollow,noindex">https://github.com/SusionSuc/AdvancedAndroid
在繼續看VirtualApk中如何啟動一個外掛的Service
之前，先簡單的看一下Android
如何啟動一個Service
, 主要是有個印象。
下面的原始碼參考自Android8.0。 貼的原始碼只是包含一些關鍵點。
Service啟動的大體流程
我們從ContextImpl.startService()
開始看。 為什麼從這裡開始看呢？ 如果你看過前面的文章外掛Activity的啟動
, 你應該知道在Activity建立時，其Context
的例項就是ContextImpl
，因此我們看一下它的startService()
。
public ComponentName startService(Intent service) { ..... return startServiceCommon(service, false, mUser); } private ComponentName startServiceCommon(Intent service, boolean requireForeground,UserHandle user) { .. ActivityManager.getService().startService(mMainThread.getApplicationThread(), service, ....); ...... }
即直接向ActivityManager
請求啟動Service。這是一次通過Binder
跨程序呼叫呼叫。最後呼叫到ActivityManagerService.startService()
,然後它又呼叫了ActiveServices.startServiceLocked()
, 來看一下關鍵步驟:
ComponentName startServiceLocked(....){
//建立 ServiceRecord, 並快取起來
ServiceLookupResult res = retrieveServiceLocked(.....); //這裡會檢測Service是否在 manifest檔案中註冊
ServiceRecord r = res.record;
....一系列許可權相關檢查
//繼續啟動流程
ComponentName cmp = startServiceInnerLocked(smap, service, r, callerFg, addToStarting);
}
在後續流程中，真正啟動Service的方法是ActiveServices.bringUpServiceLocked()
:
private String bringUpServiceLocked(ServiceRecord r, .....) {
ProcessRecord app;
....
//是不是要單獨開了一個程序來啟動這個Service
final boolean isolated = (r.serviceInfo.flags&ServiceInfo.FLAG_ISOLATED_PROCESS) != 0;
...
if (!isolated) {
app = mAm.getProcessRecordLocked(procName, r.appInfo.uid, false);
.....
realStartServiceLocked(r, app, execInFg); //真正啟動Service
return null;
}
//啟動一個對應的程序
app = mAm.startProcessLocked(procName, r.appInfo, true, intentFlags,
hostingType, r.name, false, isolated, false)
.....
//等會啟動
if (!mPendingServices.contains(r)) {
mPendingServices.add(r);
}
}
ActiveServices.realStartServiceLocked()
這個方法做的事情就很熟悉了:
app.thread.scheduleCreateService(r, r.serviceInfo,....);//這個方法會導致 service.onCreate()呼叫 .... sendServiceArgsLocked(r, execInFg, true);//這個方法會導致 service.onStartCommand()呼叫
即切換到了我們應用的程序，接下來就是在ActivityThread
中啟動Service了:
//ActivityThread.java
private void handleCreateService(CreateServiceData data) {
......
java.lang.ClassLoader cl = packageInfo.getClassLoader();
service = (Service) cl.loadClass(data.info.name).newInstance();
......
ContextImpl context = ContextImpl.createAppContext(this, packageInfo);
context.setOuterContext(service);
Application app = packageInfo.makeApplication(false, mInstrumentation);//不為null， 直接返回
service.attach(context, this, data.info.name, data.token, app,
ActivityManager.getService());
service.onCreate();
mServices.put(data.token, service);
......
}
ok分析到這裡，我們大致知道了Service
是如何啟動的。 至於Service
的繫結這裡先不做分析。 那分析這一遍原始碼有什麼意義呢？當然是為了方便接下來的分析外掛化Service的啟動
。
VirtualApk-外掛化Service的啟動
- 服務端對於Service的啟動有校驗機制嗎 ?
前面在分析原始碼時註釋已經標註了。ActiveServices.retrieveServiceLocked()
這個方法在構造ServiceRecord
的時候會做這個校驗。即必須在manifest檔案中註冊。 所以啟動一個外掛的Service，我們也需要類似外掛Activity
來啟動一個佔坑的Service
。
動態代理ActivityManagerService
所以VirtualApk
對於外掛Service啟動的第一步就是需要繞過系統校驗，原理類似於外掛Activity的啟動，只不過由於Service
的啟動和Instrumentation
關係不大，它hook的是ActivityManagerService
。
protected void hookSystemServices() {
Singleton<IActivityManager> defaultSingleton;
if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.O) {
defaultSingleton = Reflector.on(ActivityManager.class).field("IActivityManagerSingleton").get();
} else {
defaultSingleton = Reflector.on(ActivityManagerNative.class).field("gDefault").get();
}
//通過java動態代理 hook
IActivityManager activityManagerProxy = (IActivityManager) Proxy.newProxyInstance(mContext.getClassLoader(), new Class[] { IActivityManager.class },
createActivityManagerProxy(defaultSingleton.get()));
Reflector.with(defaultSingleton).field("mInstance").set(activityManagerProxy); // hook for android8.0以下版本
}
hook之後目的當然是為了繞過系統對外掛Service
的校驗。類似於Activity
的啟動，在外掛Service啟動時會把佔坑Service
給ActivityManagerService
校驗。在VirtualApk中也定義了兩個佔坑Service
:
<service android:exported="false" android:name="com.didi.virtualapk.delegate.LocalService" /> <service android:exported="false" android:name="com.didi.virtualapk.delegate.RemoteService" android:process=":daemon"/>
現在我們看VirtualApk
是如何在Service啟動時替換外掛Service
為這兩個佔坑的Service
:
public class ActivityManagerProxy implements InvocationHandler { //前面已經標註，對ActivityManagerService的hook是通過java的動態代理
@Override
public Object invoke(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
if ("startService".equals(method.getName())) {
return startService(proxy, method, args);
}
if ("stopService".equals(method.getName())) {
return stopService(proxy, method, args);
}
}
即如果呼叫的是ActivityManagerService.startService
,那就做一些處理:
protected Object startService(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
Intent target = (Intent) args[1];
...如果這個intent不是外掛的Service直接返回
Intent wrapperIntent = wrapperTargetIntent(target, serviceInfo, extras, RemoteService.EXTRA_COMMAND_START_SERVICE);
return mPluginManager.getHostContext().startService(wrapperIntent);
}
protected Object stopService(Object proxy, Method method, Object[] args) throws Throwable {
....流程同startService
startDelegateServiceForTarget(target, resolveInfo.serviceInfo, null, RemoteService.EXTRA_COMMAND_STOP_SERVICE);
}
protected Intent wrapperTargetIntent(Intent target, ServiceInfo serviceInfo, Bundle extras, int command) {
target.setComponent(new ComponentName(serviceInfo.packageName, serviceInfo.name));
String pluginLocation = mPluginManager.getLoadedPlugin(target.getComponent()).getLocation();
//外掛啟動的service是 本地的還是遠端的
Class<? extends Service> delegate = PluginUtil.isLocalService(serviceInfo) ? LocalService.class : RemoteService.class;
Intent intent = new Intent();
intent.setClass(mPluginManager.getHostContext(), delegate);
intent.putExtra(RemoteService.EXTRA_TARGET, target);
intent.putExtra(RemoteService.EXTRA_COMMAND, command); // 注意這個command。 這裡是: EXTRA_COMMAND_START_SERVICE
intent.putExtra(RemoteService.EXTRA_PLUGIN_LOCATION, pluginLocation);
.....
return intent;
}
即如果啟動的是外掛Service
, 就把要啟動的外掛Serivice
的資訊儲存在intent中，然後啟動佔坑Service
。並且對於不同的操作在intent中標記為一個不同的command
，比如上面的EXTRA_COMMAND_START_SERVICE
和EXTRA_COMMAND_STOP_SERVICE
。其餘還有EXTRA_COMMAND_BIND_SERVICE
和EXTRA_COMMAND_UNBIND_SERVICE
。
接下來還要像啟動外掛Activity
那樣再把Activity
換回來嗎？VirtualApk
並沒有這麼做，它就是直接啟動了LocalService
orRemoteService
, 只不過在這兩個Service中對不同的command
做了不同的處理,比如EXTRA_COMMAND_START_SERVICE
:
public class LocalService extends Service {
@Override
public int onStartCommand(Intent intent, int flags, int startId) {
int command = intent.getIntExtra(EXTRA_COMMAND, 0);
switch (command) {
case EXTRA_COMMAND_START_SERVICE: {
ActivityThread mainThread = ActivityThread.currentActivityThread();
IApplicationThread appThread = mainThread.getApplicationThread();
Service service;
if (this.mPluginManager.getComponentsHandler().isServiceAvailable(component)) {
service = this.mPluginManager.getComponentsHandler().getService(component); //如果這個Service已經執行
} else {
//例項化外掛Service
service = (Service) plugin.getClassLoader().loadClass(component.getClassName()).newInstance();
Application app = plugin.getApplication();
IBinder token = appThread.asBinder();
Method attach = service.getClass().getMethod("attach", Context.class, ActivityThread.class, String.class, IBinder.class, Application.class, Object.class);
IActivityManager am = mPluginManager.getActivityManager();
attach.invoke(service, plugin.getPluginContext(), mainThread, component.getClassName(), token, app, am);
service.onCreate();
//快取Service，避免重複例項化
this.mPluginManager.getComponentsHandler().rememberService(component, service);
}
//呼叫外掛Service的 onStartCommand
service.onStartCommand(target, 0, this.mPluginManager.getComponentsHandler().getServiceCounter(service).getAndIncrement());
break;
}
}
}
即它在LocalService
的onStartCommand
中，模擬了Service的生命週期方法的呼叫，具體生命週期方法呼叫步驟可以回顧前面看過的Service
原始碼。對於其他stopService
，bindService
也是由LocalService
在onStartCommand
中來模擬的。對於RemoteService
這裡就不列了，處理其實和LocalService
是一樣的，只不過RemoteService
是跑在另一個程序中的。
所以這裡來總結一下VirtualApk
中的外掛Serivice
的真正執行情況吧,這裡以主程序中的Service為例:
-
外掛Service都是執行在LocalService中的。其實這無所謂，都是跑在主程序中的。 -
外掛Service的相關生命週期方法都是LocalService來模擬呼叫的(在主執行緒中)。 -
即真正在後臺一直跑的Service是
LocalService。
所以從原始碼來看，VirtualApk
對於外掛Service
通過依賴於系統Service
，建立了一套自己的外掛Service
執行模型。有沒有什麼缺點呢？當然有
多程序Service
好，對於VirtualApk
的外掛Service
的管理原始碼的解讀就看到這裡。 歡迎關注我的Android進階計劃 :https://github.com/SusionSuc/AdvancedAndroid