自定义插件
目前，Android项目基本都是使用Gradle去构建，在学习插桩之前先对Gradle插件知识有基本的了解：
作用
- 插件可以封装一系列任务，例如 编译，测试，打包等。
- 插进可以定义约定，例如 应用Java 插件后，约定的源代码位置就在 src/main/java 目录下。
- 插件可以封装配置，当项目应用插件时自动应用插进的配置。
- 插件可以扩展 Gradle 模型，添加可配置的 DSL 元素，例如 Android Gradle 的 android{}
这就是插件，我们只需要按照它的约定的方式，使用它提供的任务、方法或扩展就可以对我们的项目进行构建。
使用插件可以将相似的代码进行封装以提高重用性，使构建脚本高度模块化，增强组织性和可读性。
类型
- 脚本类型
插件脚本我们可以理解为android中的后缀以 '.gradle'结尾的文件。一般我们通过不同的功能把脚本分为好多个文件，来实现脚本模块化。例如：Utils.gradle - 二进制类型
二进制插件是实现了<u>Plugin</u>接口的插件，以编程的方式来操控构建。二进制插件一般是打入jar包中独立发布。
制作
- 脚本类型
通过建立gradle文件，使用Groovy语法，来完成相应的功能。 - 二进制类型
- 创建Gradle Module，将Module里面的内容删除，只保留build.gradle文件和src/main目录。
- 新建包、新建groovy文件（过程类似于Java）,实现Plugin<Project>接口。
- 告诉gradle，我们自定义的插件类，->main目录下新建resources目录->在resources目录里面再新建META-INF目录->META-INF里面新建gradle-plugins目录->gradle-plugins目录里面新建properties文件(<u>注意这个文件的命名，你可以随意取名，但是后面使用这个插件的时候，会用到这个名字</u>)->写入代码如：
implementation-class = 包名.插件名。 - groovy以及后面打包要用到maven,所以在我们自定义的Module下的build.gradle需要添加如下代码：
apply plugin: 'groovy'
apply plugin: 'maven'
dependencies {
compile gradleApi()
compile localGroovy()
}
repositories {
mavenCentral()
}
5. 打包到Maven，可以选择打包到本地或者服务器。在Module目录下的build.gradle添加如下代码：
//group和version在后面使用自定义插件的时候会用到
group='自定义'
version='1.0.0'
uploadArchives {
repositories {
mavenDeployer {
//提交到远程服务器：
// repository(url: "http://www.xxx.com/repos") {
// authentication(userName: "admin", password: "admin")
// }
//本地的Maven地址设置为D:/repos-local
repository(url: uri('D:/repos-local'))
}
}
}
6. 点击AndroidStudio右侧的gradle工具，可以看到有uploadArchives这个Task,双击uploadArchives执行打包上传。
使用
使用自定义的插件，在要引用的Module的build.gradle文件中，需要指定本地Maven地址、自定义插件的名称以及依赖包名。如下代码：
//下的properties文件名称
apply plugin: '自定义的pulin名称'
buildscript {
repositories {
maven {//本地Maven仓库地址
url uri('D:/repos-local')
}
}
dependencies {
//格式为-->group:module:version
classpath '自定义:module_name:version'
}
}
Transform
apk的打包过程
谷歌官方提供的apk构建图如下：
Transform是从android-build-tool:gradle:1.5开始，Gradle插件包含了一种叫Transform的Api。
作用：
允许第三方插件在class文件转化为dex文件之前操作编译好的class文件。
介绍：
- 每一个Transform 都是一个Gradle 中的task,Android编译器中的TaskManager将每一个Transform<u>串联</u>起来。
- 第一个Transform的接受的是javac编译的结果。（jar/aar等）
- 自定义Transform在系统Transform之前。（系统Transfrom如：）
- 混淆 2. desugar
- 有两种类型：
- 消费型：前一个Transfrom的结果输出给下一个Transfrom
- 引用型：Transform可以读取这些输入，而不需要输出给下一个Transform，自己消费掉。
制作
- 自定义Transform需要需要继承Transform,它是一个抽象类, 有如下抽象方法:
public abstract class Transform {
public abstract String getName();//自定义transform的名字
//输入类型：CLASSES(0x01), RESOURCES(0x02);
public abstract Set<ContentType> getInputTypes();
/**
输入文件所属的范围,gradle是支持多工程编译:
1. PROJECT(0x01), //只是当前工程的代码
2. PROJECT_LOCAL_DEPS(0x02), // 工程的本地jar
3. SUB_PROJECTS(0x04), // 只包含子工工程
...
*/
public abstract Set<? super Scope> getScopes();
public abstract boolean isIncremental(); //增量编译
}
- 实现transform() 方法：
public void transform(@NonNull TransformInvocation transformInvocation) {}
这是一个空实现方法，input的内容将会打包成一个TransformInvocation对象，我们可以通过TransformInvocation来获取输入,同时也获得了输出的功能。我们对class文件的修改就可以在这个方法内完成。可以使用ASM来对class文件做修改。
- 在自定义插件中注册，然后通过上文发布插件的方式发布插件即可完成使用。
public class MyCustomPlgin implements Plugin<Project> {
@Override
public void apply(Project project) {
project.getExtensions().findByType(BaseExtension.class)
.registerTransform(new MyCustomTransform());
}
}
ASM使用
前面讲了那么多都是为字节码插桩做准备，自定义插件就是为了可以在代码编译时候完成一些我们想做的事，而在编译期间修改字节码，完成插桩却是我们想要做的相当有意思的事。
基础知识了解
对于Java平台，Java虚拟机运行的是Class文件，内部对应的是Java字节码，而针对Android平台，Android虚拟机运行的是Dex文件，Google专门为其设计的一种Dalvik字节码.
两种字节码具体的不同表现在如下三个方面：
- 体系结构:java虚拟机是基于栈实现的，而Android虚拟机是基于寄存器实现。在ARM平台，寄存器实现性能高于栈实现。
- 格式结构：对于Class文件，每个文件都有一个自己单独的常量池以及一些公共字段，对于Dex文件，整个Dex中所有的Class共用一个常量池和公共字段，所以整体更加紧凑，体积也更小。
- 指令优化：Dalvik字节码对大量的指令专门做了精简和优化。
插桩的三种方法
AspectJ
AspectJ是Java中流行的AOP编程扩展框架，内部实现也是通过字节码技术实现代码注入，不过目前已经不维护了，官方建议切换到ASM.在这里不展开说。[AspectJ官网](https://www.eclipse.org/aspectj/)
ReDex
ReDex其实不单单是一款dex优化工具，它提供了很多小工具，其中有一个简单的Method Tracing和Block Tracing工具，可以在指定方法前插入一段跟踪代码。
官网提供了demo可以参考。[InstrumentTest](https://github.com/facebook/redex/blob/5d0d4f429198a56c83c013b26b1093d80edc842b/test/instr/InstrumentTest.config)。由于dalvik字节码格式比较紧凑，汪汪牵一发而动全身，不是本文重点，
ASM
asm插桩相比较于其他两种有以下特点：
1. 操作灵活：操作起来非常灵活，可以根据需求自定义修改、插入、删除。
2. 上手难：上手比较麻烦，需要对java字节码有了解。
为了使用简单，asm提供了visitor模式的访问接口api ，这样的话使用者基本可以不用关心字节码的格式，只需要在每个visitor的位置关心自己的修改。
asm简单高效，但是对于有些复杂的场景，我门需要使用tree api来完成class文件的需改。
Java虚拟机运行机制
每条java 虚拟机线程都有自己私有的Jav虚拟机栈，这个栈与线程同时创建，用于存储栈帧（stack frame）
每个线程都有自己的栈，多线程应用程序中就有多个栈，每个栈都有自己的栈帧。
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简单的理解，一个栈帧包括三个重要内容：本地变量表（又称局部变量表）、操作数栈、常量池引用。
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- 本地变量表：在使用过程中，可以认为本地变量表是存放历史数据的，并且，本地变量表有个重要功能就是传递方法调用是参数，，当方法调用时，参数会一次传递到本地变量表的中从0开始的位置，如果调用的方法是实例方法，那么我们通过第0个本地变量获取当前实例的引用，也就是this对象。
- 操作数栈：可以认为操作数栈是一个用于存放指令执行时所需要的数据的位置，指令从操作数栈中取走数据并将操作结果重新入栈。
本地变量表的最大数和操作数栈的最大深度在编译时就确定了，所以在使用asm进行字节码操作后需要调用asm提供的visitmax方法来设置maslocal和maxstack数，不过，asm为了方便使用，提供了自动计算的方法。
字节码异常 异常时会清空操作数栈。
ASM操作
通过上面介绍，我们对字节码和jvm有了一定的了解，下面我们看一下asm是如果编辑class的。
ASM API
ASM API基于访问者模式，提供了ClassVisitor,MethodVisitor,FieldVisitor接口，扫描到类的字段时，回调visitField方法，扫描类方法时回调MethodVisitor。
ClassVisitor方法解析
public abstract class ClassVisitor {
......
public void visit(int version, int access, String name, String signature, String superName, String[] interfaces);
//访问类字段时回调
public FieldVisitor visitField(int access, String name, String desc, String signature, Object value);
//访问类方法是回调
public MethodVisitor visitMethod(int access, String name, String desc, String signature, String[] exceptions);
public void visitEnd();
}
MethodVisitor方法解析
public abstract class MethodVisitor {
......
public void visitParameter(String name, int access);
//访问本地变量类型指令 操作码可以是LOAD,STORE，RET中一种；
public void visitIntInsn(int opcode, int operand);
//域操作指令，用来加载或者存储对象的Field
public void visitFieldInsn(int opcode, String owner, String name, String descriptor);
//访问方法操作指令
public void visitMethodInsn(int opcode, String owner, String name, String descriptor);
public void visitEnd();
}
