自定义 gradle plugin，教你如何 hook 系统 task 和字节码

移动开发 2018-12-03 16:54:45 阅读次数: 0

一、开源背景

大家在自己写 library 的时候估计也遇到过这种困惑：一个 library 中的某个类中有些方法或类只想给该 library 中的类使用，并不想暴露出去，但是由于项目的包的层级关系，不得不把方法写为 public ，导致暴露给了外界！！！

当时这个问题确实困惑了我一段时间，总不能自己为了不对外暴露，把 方法/类 写为 非public 吧？那我自己的 library 如何去调用呢？难道自己写反射？太蠢了吧。

说时迟那时快，就想着自己搞个什么骚操作 hook 一下 library 生成的 jar/aar 包吧。脑袋一热大腿一拍，妈的，写个插件吧！

于是，这边就有了本篇文章的主角 Seeker(Github 传送门)。

二、自我反思

在开始之前，先在这里认个错，之前脑袋热的有点快，其实这个问题早就有了解决的方案，@RestrictTo，有兴趣的可以点进去了解一下。

在解决问题之前，建议大家多去搜一下有没有已有的解决方案，我是马上写完的时候才发现有 @RestrictTo ，吐血ing，中途有点难受，差点憋出内伤，最后还是自我安慰，就当学习 gradle 了 TAT...

三、解决思路

在我看来要解决这个问题有两个方向：

  • hook library 最后打包成 aar/jar 的源码，改变方法的 modifier 。
  • 在 build 过程直接报错，告诉用户这个方法不可以调用。

由于第二种方案有点暴力，太过不近人情，既然不让我用，你为啥要暴露出来？暴露出来又报错是什么鬼？处于以上考虑，我选择了一条艰难的道路。

有了大致方向后，开始准备撸代码，首先，需要先设计供用户使用的 Api 层，毕竟大佬们用的好才是真的好 ;)

我定义了一个 @Hide 注解，参数是一个 enum 类型，可以指定 modifier，代码如下：

public enum Modifier {
    /** The modifier {@code public} */ PUBLIC,
    /** The modifier {@code protected} */ PROTECTED,
    /** The modifier {@code private} */ PRIVATE,
    /** The modifier with the default value */ DEFAULT;
}
@Retention(RetentionPolicy.CLASS)
@Target(ElementType.METHOD)
public @interface Hide {
    Modifier value() default Modifier.PRIVATE;
}
复制代码

添加 @Hide 注解到需要 hook 的方法上面，你也可以指定为不同的 modifier ，最后在你的 library build.gradle 中 apply 一下我的插件即可！！！

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Api 设计的很简洁，对业务也没有什么侵入性，因为我们的 library 最后是需要打包成 aar/jar 给其他人调用的，所以归根结底我们需要 hook 一下 uploadArchives task 的执行过程。

四、获取 @Hide

我们给方法加上 @Hide 之后，需要找到这些方法，给后面 hook 字节码的时候用，要做到这一步还有什么比 APT 更加合适的呢。

APT 的使用较为简单，没什么需要注意的地方，在此处省略，有兴趣的可以自行了解一下。

总之，我们需要在这一步获取到所有含有 @Hide 的方法，然后保存一份到本地，这里我保存的是 json 文件。

五、hook 过程

这里我们需要拆分为两步：

  • hook uploadArchives task
  • hook 字节码文件

因为我们最终希望打包出来的 jar/aar 发生改变，而打包是通过 uploadArchives task 做的，所以我们需要对这个 task 进行分析并在某一步。

5.1、寻找需要 hook 的 task

要分析这个 task ，我们需要先知道这个 task 依赖了哪些 task

在 含有 uploadArchives task 的 build.gradle 中加入以下代码，打印下 uploadArchives 的依赖。

void printTaskDependency(Task task) {
    task.getTaskDependencies().getDependencies(task).any() {
        println(">>${it.path}")
        printTaskDependency(it)
    }
}
gradle.getTaskGraph().whenReady {
    printTaskDependency project.tasks.findByName('uploadArchives')
}
复制代码

接着，随便运行一个 gradle 命令，为了方便，直接运行 ./gradlew clean ，查看打印的日志。

uploadArchives 依赖的 tasks：点击查看详细内容 
>>:mock-lib:sourcesJar
>>:mock-lib:bundleRelease
>>:mock-lib:mergeReleaseConsumerProguardFiles
>>:mock-lib:processReleaseManifest
>>:mock-lib:checkReleaseManifest
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:generateReleaseRFile
>>:mock-lib:packageReleaseResources
>>:mock-lib:generateReleaseResources
>>:mock-lib:compileReleaseRenderscript
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:generateReleaseResValues
>>:mock-lib:processReleaseManifest
>>:mock-lib:checkReleaseManifest
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:platformAttrExtractor
>>:mock-lib:packageReleaseResources
>>:mock-lib:generateReleaseResources
>>:mock-lib:compileReleaseRenderscript
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:generateReleaseResValues
>>:mock-lib:prepareLintJar
>>:mock-lib:extractReleaseAnnotations
>>:mock-lib:compileReleaseJavaWithJavac
>>:mock-lib:javaPreCompileRelease
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:generateReleaseRFile
>>:mock-lib:packageReleaseResources
>>:mock-lib:generateReleaseResources
>>:mock-lib:compileReleaseRenderscript
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:generateReleaseResValues
>>:mock-lib:processReleaseManifest
>>:mock-lib:checkReleaseManifest
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:platformAttrExtractor
>>:mock-lib:generateReleaseBuildConfig
>>:mock-lib:checkReleaseManifest
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:compileReleaseAidl
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:compileReleaseRenderscript
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:generateReleaseSources
>>:mock-lib:generateReleaseRFile
>>:mock-lib:packageReleaseResources
>>:mock-lib:generateReleaseResources
>>:mock-lib:compileReleaseRenderscript
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:generateReleaseResValues
>>:mock-lib:processReleaseManifest
>>:mock-lib:checkReleaseManifest
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:platformAttrExtractor
>>:mock-lib:prepareLintJar
>>:mock-lib:compileReleaseRenderscript
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:generateReleaseBuildConfig
>>:mock-lib:checkReleaseManifest
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:compileReleaseAidl
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:generateReleaseRFile
>>:mock-lib:packageReleaseResources
>>:mock-lib:generateReleaseResources
>>:mock-lib:compileReleaseRenderscript
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:generateReleaseResValues
>>:mock-lib:processReleaseManifest
>>:mock-lib:checkReleaseManifest
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:platformAttrExtractor
>>:mock-lib:generateReleaseBuildConfig
>>:mock-lib:checkReleaseManifest
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:compileReleaseAidl
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:compileReleaseRenderscript
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:transformClassesAndResourcesWithSyncLibJarsForRelease
>>:mock-lib:extractReleaseAnnotations
>>:mock-lib:compileReleaseJavaWithJavac
>>:mock-lib:javaPreCompileRelease
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:generateReleaseRFile
>>:mock-lib:packageReleaseResources
>>:mock-lib:generateReleaseResources
>>:mock-lib:compileReleaseRenderscript
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:generateReleaseResValues
>>:mock-lib:processReleaseManifest
>>:mock-lib:checkReleaseManifest
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:platformAttrExtractor
>>:mock-lib:generateReleaseBuildConfig
>>:mock-lib:checkReleaseManifest
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:compileReleaseAidl
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:compileReleaseRenderscript
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:generateReleaseSources
>>:mock-lib:generateReleaseRFile
>>:mock-lib:packageReleaseResources
>>:mock-lib:generateReleaseResources
>>:mock-lib:compileReleaseRenderscript
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:generateReleaseResValues
>>:mock-lib:processReleaseManifest
>>:mock-lib:checkReleaseManifest
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:platformAttrExtractor
>>:mock-lib:prepareLintJar
>>:mock-lib:compileReleaseRenderscript
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:generateReleaseBuildConfig
>>:mock-lib:checkReleaseManifest
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:compileReleaseAidl
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:generateReleaseRFile
>>:mock-lib:packageReleaseResources
>>:mock-lib:generateReleaseResources
>>:mock-lib:compileReleaseRenderscript
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:generateReleaseResValues
>>:mock-lib:processReleaseManifest
>>:mock-lib:checkReleaseManifest
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:platformAttrExtractor
>>:mock-lib:generateReleaseBuildConfig
>>:mock-lib:checkReleaseManifest
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:compileReleaseAidl
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:compileReleaseRenderscript
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:compileReleaseJavaWithJavac
>>:mock-lib:javaPreCompileRelease
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:generateReleaseRFile
>>:mock-lib:packageReleaseResources
>>:mock-lib:generateReleaseResources
>>:mock-lib:compileReleaseRenderscript
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:generateReleaseResValues
>>:mock-lib:processReleaseManifest
>>:mock-lib:checkReleaseManifest
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:platformAttrExtractor
>>:mock-lib:generateReleaseBuildConfig
>>:mock-lib:checkReleaseManifest
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:compileReleaseAidl
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:compileReleaseRenderscript
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:generateReleaseSources
>>:mock-lib:generateReleaseRFile
>>:mock-lib:packageReleaseResources
>>:mock-lib:generateReleaseResources
>>:mock-lib:compileReleaseRenderscript
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:generateReleaseResValues
>>:mock-lib:processReleaseManifest
>>:mock-lib:checkReleaseManifest
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:platformAttrExtractor
>>:mock-lib:prepareLintJar
>>:mock-lib:compileReleaseRenderscript
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:generateReleaseBuildConfig
>>:mock-lib:checkReleaseManifest
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:compileReleaseAidl
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:transformResourcesWithMergeJavaResForRelease
>>:mock-lib:processReleaseJavaRes
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:compileReleaseJavaWithJavac
>>:mock-lib:javaPreCompileRelease
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:generateReleaseRFile
>>:mock-lib:packageReleaseResources
>>:mock-lib:generateReleaseResources
>>:mock-lib:compileReleaseRenderscript
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:generateReleaseResValues
>>:mock-lib:processReleaseManifest
>>:mock-lib:checkReleaseManifest
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:platformAttrExtractor
>>:mock-lib:generateReleaseBuildConfig
>>:mock-lib:checkReleaseManifest
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:compileReleaseAidl
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:compileReleaseRenderscript
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:generateReleaseSources
>>:mock-lib:generateReleaseRFile
>>:mock-lib:packageReleaseResources
>>:mock-lib:generateReleaseResources
>>:mock-lib:compileReleaseRenderscript
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:generateReleaseResValues
>>:mock-lib:processReleaseManifest
>>:mock-lib:checkReleaseManifest
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:platformAttrExtractor
>>:mock-lib:prepareLintJar
>>:mock-lib:compileReleaseRenderscript
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:generateReleaseBuildConfig
>>:mock-lib:checkReleaseManifest
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:compileReleaseAidl
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:compileReleaseAidl
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:packageReleaseRenderscript
>>:mock-lib:transformNativeLibsWithSyncJniLibsForRelease
>>:mock-lib:transformNativeLibsWithMergeJniLibsForRelease
>>:mock-lib:mergeReleaseJniLibFolders
>>:mock-lib:generateReleaseAssets
>>:mock-lib:compileReleaseShaders
>>:mock-lib:mergeReleaseShaders
>>:mock-lib:compileReleaseNdk
>>:mock-lib:preReleaseBuild
>>:mock-lib:preBuild
>>:mock-lib:packageReleaseAssets
>>:mock-lib:generateReleaseAssets
>>:mock-lib:compileReleaseShaders
>>:mock-lib:mergeReleaseShaders
>>:mock-lib:compileReleaseShaders
>>:mock-lib:mergeReleaseShaders
复制代码

通过上面打印的信息可以看到依赖的 task 还是蛮多的，我们从前往后一步步排查。注：每个人打印出来的内容可能不太一样，定义的 task 可能不同。

sourceJar : 先看第一个 task sourceJar，这个 task 是，我这边自己定义的，用于打包 java 源代码的 task，因为是自定义的，所以可以忽略，直接看下一个 task 。

bundleRelease: 这个 task 是做什么的呢？大概从字面意思可以猜出和打包有关，我们在 build.gradle 中输入 bundle 看看 IDE 的提示。

幸运！果然有相应的提示，直接看到了这个对应的是 AndroidZip 类，毋庸置疑，这个肯定和打包有关。

再往前看看其他的 task: 放眼望去，基本上都是 package*/compile*/generate*/ 之类开头的，看名字就可以才出来这些是做什么的，（手动滑稽脸），我们应该是找到了需要 hook 的 task 了！！！

结果上面的分析和大胆的猜测，我们需要 hook 一下 bundle* 这个task，这个 task 既然是打包用的，那么我们需要在这个打包之前找到字节码存放的位置，然后去 hook 它！！！

5.2 hook task

自定义 gradle plugin 的过程和 gradle 的生命周期等等在此处不进行叙述了，有兴趣可以去网上自行了解。

我们在自定义的插件的 afterEvaluate 中寻找 bundle* task：

mProject.afterEvaluate {
    processVariant()
}
void processVariant() throws NotFoundException {
    // variant 一般有 debug 和 release
    mProject.android.libraryVariants.all { variant ->
        process(variant)
    }
}
void process(variant){
    String taskPath = 'bundle' + mVariant.name.capitalize()
    Task bundleTask = mProject.tasks.findByPath(taskPath)
    if (bundleTask == null) {
        throw new RuntimeException("Can not find task ${taskPath}!")
    }
    bundleTask.doFirst {
        // do hook
    }    
}
复制代码

我们在打包之前执行字节码的 hook 即可。

5.3 hook 字节码文件deng

要 hook 字节码文件，我们这边需要考虑以下几个事情。

  • 字节码文件的存储路径在哪？json file
  • 如何改变字节码文件？
  • 要如何改变？

字节码文件的存储路径在哪？

通过一系列查找（我没有找到如何在 gradle 中获取该路径的方法，有大佬知道麻烦告知），最终找到了相对路径：/intermediates/packaged-classes/(release/debug)

如何改变字节码文件？

这边引入了一个第三方库 javassist 去改变字节码文件。

要如何改变？

通过之前 APT 期间生成的 json 文件，遍历字节码文件，找到相应的方法后，改变 modifier 为 @Hide 对应的 modifier，然后删除 @Hide .

以上问题我们都知道解决的方案了，剩下的就是实施过程了，javassist的使用方式也在此不再叙述了，有兴趣可以自行去看下，下面列出一些我在写这个插件过程中遇到的一些问题.

问题一、javassist 寻找类的问题

在 javassist 中,我们去寻找某一个类需要通过一个类 ClassPool 来进行,再次之前我们需要把需要用到的类的 字节码路径 导入到 ClassPool 中,在这里,遇到了第一个问题,在 gradle 项目中有的类是直接缓存在 ~/.gradle/ 文件夹下的,有的类引用的是项目 libs 目录下的,并且有的是 .jar 包,有的是 .aar 包,我们如何去把这些类一一导入?

回答: 获取 gradle 的 dependencies 依赖,然后获取依赖的路径,然后加上本地的字节码文件，如果是 .jar 文件，则直接解压到某一个特定的临时文件夹中（task执行完毕后需要删除这些临时文件），如果是 .aar 文件，则先解压 .aar 后再解压其中的 classes.jar 文件．

   // 获取 gradle dependencies 的过程
   private List<Configuration> mCopyDependencies
   private void copyDependencies(Configuration configuration) {
       if (configuration == null) {
           return
       }
       Configuration copyConf = null
       try {
           copyConf = mProject.configurations.getByName("${configuration.name}Copy")
       } catch (Exception ignore) {
       }
       if (copyConf == null) {
           copyConf = mProject.configurations.create("${configuration.name}Copy")
       }
       copyConf.visible = false
       copyConf.extendsFrom configuration
       mCopyDependencies.add(copyConf)
   }
   private void configureDependencies() {
       mCopyDependencies = new ArrayList<>()
       copyDependencies(mProject.configurations.getByName("implementation"))
       copyDependencies(mProject.configurations.getByName("api"))
       copyDependencies(mProject.configurations.getByName("compile"))
       copyDependencies(mProject.configurations.getByName("compileOnly"))
       copyDependencies(mProject.configurations.getByName("provided"))
   }
复制代码
    // 获取 dependencies 的本地路径
    // 该方法执行在 afterEvaluate 中
    private void resolveArtifacts() {
       def set = new HashSet<>()
       mCopyDependencies.forEach({
           it.each {
               set.add(it.path)
           }
       })
       // ...
   }
复制代码

在此期间，你可以获取/更改/删除你依赖的第三方库，根据需求不同，可以做任何操作．

问题二、方法变为非public了,调用该方法的地方怎么办?

对于这个问题,没有很优雅的处理方式,我这边在 APT 过程中生成了一个反射代理类，一个 @Hide 对应一个反射的方法，并且会对反射进行缓存，保证了每个方法的反射只会调用一次，保证性能．

六、效果演示

library 的目录结构

其中的部分类

通过该插件生成的 .jar 的目录结构

可以看到，这边多了两个 _*RefDelegate 类，这就是生成的反射代理类．

打出的 jar 包中的部分源码

调用 @Hide 的新旧类对比

从上面的图片可以看出,生成的 aar/jar 的字节码中,方法的 modifier 已经变为指定的 modifier 了,并且调用的地方也使用反射代理类去进行调用了.

七、总结

对于这次开源来说,总体是失败的,但是在写这个开源的过程中,确实学到了很多东西,知道了如何去 hook 系统的 task，如何去 hook 字节码等，我觉得更重要的是解决问题的思路，有了问题，如何一步步的去解决它,想自定义一个 gradle 插件,应该从什么地方入手等．

最后，如果大家在看 Seeker 源码的过程中遇到任何问题，可以直接提交 issue,如果对于文章里面某些内容感兴趣的也可以直接评论哈,我会看情况抽时间写出相应的内容,如果遇到关于 gradle 的一些疑问或者遇到问题,咱们也可以进行探讨~互相学习,互相伤害~

再次厚颜无耻的放上自己的 Seeker Github 传送门.

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转载自juejin.im/post/5bfcdba9e51d454cc05cc21c
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