App 黑白化技术实践下篇

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前言

Github Demo：配合 Demo 一起看，效果杠杠的🍺

很高兴遇见你~

在App 黑白化技术实践上篇这篇文章，我们介绍了：

1、App 黑白化实现原理：将 Paint 的饱和度设置为 0，然后进行 View 的绘制

2、App 黑白化两种方案实践：

1、对页面的 DecorView 进行黑白化设置

2、替换页面的内容栏 FramLaout 为黑白化 FrameLayout

3、分析了 App 黑白化两种方案存在的一些问题

1、方案一：Dialog，PopupWindow 黑白化不生效

2、方案二：Dialog 黑白化生效，PopupWindow 黑白化不生效

4、给出了 App 黑白化两种方案出现问题的原因以及新的思路

还没有看过的朋友，建议先去阅读一下。

回顾一下我们说的新思路：

App 中 Window 的添加最终都会走到 WindowManagerGlobal 的 addView 方法：

//WindowManagerGlobal#addView
public void addView(View view, ViewGroup.LayoutParams params,
        Display display, Window parentWindow) {
        //...
	synchronized (mLock) {

        // 将 view 添加到 mViews，mViews 是一个 ArrayList 集合
        mViews.add(view);
       	

        // 最后通过 viewRootImpl 来添加 window
        try {
            root.setView(view, wparams, panelParentView);
        } 
    }  
}

WindowManagerGlobal 是一个全局单例，其中 mViews 是一个集合，App 中所有的 Window 在添加的时候都会被它给存起来。

那我们就可以通过 Hook 拿到 mViews 中所有的 View 然后进行黑白化设置，这样不管是 Activity，Dialog，PopupWindow 还是其他一些 Window 组件，都会变成黑白化。具体一点就是：

1、Hook WindowManagerGlobal 中的 mViews ，将其改成可感知数据的 ArrayList 集合

2、监听 mViews 的 add 操作，然后对 View 进行黑白化设置

在此之前，你需要明白：

1、什么是 Hook？

2、怎么进行 Hook？

才能完成上述操作

一、Hook 介绍

1.1、什么是 Hook？

简单理解：Hook 就是使用代理对象对原始对象进行劫持，插入一段我们自己的逻辑，实现偷梁换柱

正常调用：

Hook 调用：

1.2、怎么进行 Hook？

Hook 通常是有固定套路的：

1、确认 Hook 点（被劫持的原始对象我们称之为 Hook 点）

2、定义代理类

3、使用代理对象替换 Hook 点

说起来有点抽象，下面我就手把手带领大家进行 Hook 实践。

1.3、Hook 实践

如下例子：

MainActivity 中，我们给 btnHook 设置了点击事件并进行了 Log 打印，现在要求在不改动这个点击事件的情况下，弹出 Toast 并显示：erdai666。

如何做到？

我们是不是就要对btnHook.setOnClickListener的点击事件（OnClickListener）进行 Hook

class MainActivity: BaseActivity() {

    private val btnHook by lazy {
        findViewById<Button>(R.id.btnHook)
    }

    override fun getLayoutId(): Int {
        return R.layout.activity_main
    }

    override fun initView() {
        btnHook.setOnClickListener{
            Log.d("MainActivity", "Hello")
        }
    }
}

按照上面的固定套路：

1.3.1、确认 Hook 点

跟一下btnHook.setOnClickListener的源码：

//1、btnHook.setOnClickListener => View#setOnClickListener
public void setOnClickListener(@Nullable OnClickListener l) {
    if (!isClickable()) {
        setClickable(true);
    }
    getListenerInfo().mOnClickListener = l;
}

//2、getListenerInfo().mOnClickListener => ListenerInfo#mOnClickListener
public class View implements Drawable.Callback,... {
  	//...
  
  	static class ListenerInfo {
      	//...
        public OnClickListener mOnClickListener;
    }
}

上述代码我们可以知道：

1、当我们进入btnHook.setOnClickListener ，发现 OnClickListener 对象被赋值给了getListenerInfo().mOnClickListener

2、getListenerInfo() 是一个 ListenerInfo 对象，ListenerInfo 是 View 中的一个静态内部类，它持有了 OnClickListener 对象

那么现在我们就可以确认 Hook 点：View 中 ListenerInfo 中的 OnClickListener 对象

1.3.2、定义代理类

class ProxyClickListener(var context: Context,var clickListener: View.OnClickListener) 
: View.OnClickListener {
    
    override fun onClick(v: View?) {
        Toast.makeText(context,"erdai666",Toast.LENGTH_SHORT).show()
        clickListener.onClick(v)
    }
}

代理类逻辑很简单：就是在 OnClickListener 的基础上添加了我们自己的 Toast 提示

Tips： 如果 Hook 点是接口，我们可以使用 JDK 的动态代理，如果动态代理不清楚的可以看我这篇文章，详细介绍了 Java 六大设计原则和 24 种设计模式："一篇就够"系列：Java 六大设计原则和常用设计模式

1.3.3、使用代理对象替换 Hook 点

替换过程我们需要使用到反射，如果反射不清楚，可以看我这篇文章：Android APT 系列 （一）：APT 筑基之反射

理一理替换的思路：

我们的目标是对 View 中 ListenerInfo 中的 OnClickListener 对象进行替换，因此要通过反射拿到这个对象，细节拆分：

1、拿到当前 View 对象的 ListenerInfo 对象

2、通过 ListenerInfo 对象在拿到 OnClickListener 对象

拿到 OnClickListener 对象后，创建代理对象，然后对当前 OnClickListener 对象进行替换即可

新建一个 HookSetOnClickListenerHelper 类对上面的思路进行实践：

object HookSetOnClickListenerHelper {

    /**
     * context：上下文
     * view：当前 view 对象
     */
    fun hook(context: Context,view: View){
        //一、拿到当前 View 对象的 ListenerInfo 对象
        val getListenerInfoMethod = View::class.java.getDeclaredMethod("getListenerInfo")
        //破坏封装，让我们能访问 private 修饰的成员
        getListenerInfoMethod.isAccessible = true
        val listenerInfo = getListenerInfoMethod.invoke(view)

        //二、通过 ListenerInfo 对象在拿到 OnClickListener 对象
        //android.view.View$ListenerInfo 这种是内部类的写法
        val mOnClickListenerFiled = Class.forName("android.view.View\$ListenerInfo").getDeclaredField("mOnClickListener")
        val mOnClickListener = mOnClickListenerFiled.get(listenerInfo) as View.OnClickListener

        //三、创建代理对象
        //1、法一
        val proxyClickListener = ProxyClickListener(context,mOnClickListener)

        //2、法二：因为 OnClickListener 是一个接口，我们可以使用 JDK 动态代理
//        val proxyClickListener = Proxy.newProxyInstance(
//            context.classLoader,
//            arrayOf(View.OnClickListener::class.java)
//        ) { proxy, method, args ->
//            Toast.makeText(context, "erdai666", Toast.LENGTH_SHORT).show()
//            method?.invoke(mOnClickListener, *args)
//        }
        

        //四、使用代理对象替换原始对象
        mOnClickListenerFiled.set(listenerInfo,proxyClickListener)
    }
}

ok，接下来修改 MainActivity：

class MainActivity: BaseActivity() {

    private val btnHook by lazy {
        findViewById<Button>(R.id.btnHook)
    }

    override fun getLayoutId(): Int {
        return R.layout.activity_main
    }

    override fun initView() {
        btnHook.setOnClickListener{
            Log.d("MainActivity", "Hello")
        }
      	//Hook
        HookSetOnClickListenerHelper.hook(this,btnHook)
    }
}

运行 App，效果如下：

了解了 Hook，接下来我们就 Hook WindowManagerGlobal 中的 mViews 实现 App 黑白化

二、Hook WindowManagerGlobal 中 mViews 实现 App 黑白化

我们的思路很明确：

1、Hook WindowManagerGlobal 中的 mViews ，将其改成可感知数据的 ArrayList 集合

2、监听 mViews 的 add 操作，然后对 View 进行黑白化设置

代码实现，写了详细的注释：

//1、新建 mViews 对象的代理类：可感知数据的 ArrayList 集合
class ObservableArrayList<T>(private val onListAddListener: OnListAddListener<T>?) :
    ArrayList<T>() {

    override fun add(element: T): Boolean {
        val isAdd = super.add(element)
        onListAddListener?.add(this, size - 1)
        return isAdd
    }

    //监听器：监听 ArrayList add 操作
    interface OnListAddListener<T> {
        fun add(list: ArrayList<T>, index: Int)
    }
}

//2、新建一个 GlobalGray 编写 Hook 逻辑
object GlobalGray {

    fun hook(){
        //一、获取 WindowManagerGlobal 对象
        val windowManagerGlobalClass = Class.forName("android.view.WindowManagerGlobal")
        val getInstanceStaticMethod = windowManagerGlobalClass.getDeclaredMethod("getInstance")
        val windowManagerGlobal = getInstanceStaticMethod.invoke(windowManagerGlobalClass)

        //二、获取 WindowManagerGlobal 中的 mViews
        val mViewsField = windowManagerGlobalClass.getDeclaredField("mViews")
        mViewsField.isAccessible = true
        val mViews = mViewsField.get(windowManagerGlobal) as ArrayList<View>

        //三、创建代理类对象
        //创建饱和度为 0 的画笔
        val paint = Paint()
        val cm = ColorMatrix()
        cm.setSaturation(0f)
        paint.colorFilter = ColorMatrixColorFilter(cm)

        val proxyArrayList = ObservableArrayList(object : ObservableArrayList.OnListAddListener<Any>{
            override fun add(list: ArrayList<Any>, index: Int) {
                val view = list[index] as View
                view.setLayerType(View.LAYER_TYPE_HARDWARE,paint)
            }
        })
        //将原有的数据添加到代理 ArrayList
        proxyArrayList.addAll(mViews)

        //四、使用代理对象替换原始对象
        mViewsField.set(windowManagerGlobal,proxyArrayList)
    }
}

Hook 逻辑写好了，我们测试一下，在 Applicaton 里面添加 Hook 的逻辑：

class MyApp: Application() {

    override fun onCreate() {
        super.onCreate()
      	//Hook 全局 App 黑白化
        GlobalGray.hook()
    }
}

运行 App ，效果验证：

2.1、关于视频

我们这种方案只是针对 WindowManagerGlobal addView 过程中的所有 View 实现黑白化，如果不是这个范畴的则实现不了，例如：SurfaceView

1、对于普通的 View，Android 中的窗口界面包括多个 View 组成的 View Hierachy 的树形结构，只有最顶层的 DecorView才对 WMS 可见，这个 DecorView 在 WMS 中有一个对应的 WindowState，此时 APP 请求创建 Surface 时，会在SurfaceFlinger 内部建立对应的 Layer。

2、而对于 SurfaceView 它自带一个Surface，这个 Surface 在 WMS 有自己对应的 WindowState，在 SurfaceFlinger 中有自己对应的 Layer。

3、SurfaceView 从 App 端看它仍然在 View hierachy 结构中，但在 WMS 和 SurfaceFlinger 中它与宿主窗口是分离的。因此 SurfaceView 的 Surface 的渲染可以放到单独线程去做，不会影响主线程对事件的响应。

因此如果你视频播放使用的是 SurfaceView ，则这种方案实现不了黑白化，你需要针对 SurfaceView 单独去处理.

三、总结

本篇文章我们介绍了：

1、Android 高级必备 Hook ，并带领大家手把手对 Hook 进行了实践

2、Hook 是有固定套路的：

1、确认 Hook 点

2、定义代理类

3、使用代理对象替换 Hook 点

掌握这个套路，我们就能很轻松的去进行 Hook

3、通过 Hook WindowManagerGlobal 的 mViews 实现 App 全局黑白化

4、如果你视频播放使用的是 SurfaceView ，则这种方案实现不了黑白化，你需要针对 SurfaceView 单独去处理

好了，本篇文章到这里就结束了，希望能给你带来帮助 🤝

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