技术分享 | 专项测试技术初识Hook

Hook 技术需要预先分析目标应用的源代码和逻辑，根据目标测试场景设置目标、逻辑和数据，然后运行时动态的对目标函数参数值、逻辑或者返回值做修改，达到修改现有函数逻辑、实现目标测试场景的目的。

Hook的价值

在测试中，虽然通过修改数据以实现测试场景的需求，大部分情况下都可以通过 Mock 技术实现，但是还有一小部分场景，例如需要修改应用内部函数的参数、返回值或运行逻辑等情况，这时就需要用到 Hook 技术。

单元测试之外，Mock 技术的主要作用是对服务、接口进行 Mock，通过代理等方式将被测服务发送到依赖服务的请求转发给 Mock 服务，再由 Mock 服务根据规则组装预期的返回数据响应给被测服务，达到预期的测试场景。

Hook 技术主要用于服务内部代码逻辑上的修改，当函数间传递的参数或者函数内的逻辑需要进行修改时，数据的传递并没有经过网络，Mock 服务无法对其进行操作，只能通过 Hook 技术通过在运行的代码中插入额外的代码或者在内存中进行操作。这种更精细更底层的修改，相比 Mock 技术能实现更多的修改范围，适用性更广，难度也更大。

image801×589 26.6 KB](https://ceshiren.com/uploads/default/original/3X/f/8/f86f6c9a46b2f11e36a4ceda1433c553fb2bd65e.png "image")

JVM Sandbox简介

JVM-Sandbox 是 alibaba 开源的一个 JVM 沙箱容器，只能处理目标为 Java 应用的场景，主要的特点是支持热插拔（可以在目标应用运行中随时进行 Hook 的加载和解除）、可以同时操作挂载多个目标应用，相互之间独立设置互不干扰、支持的目标应用 JDK 版本较广（6-11）。工具本身功能很多，在这里仅介绍和使用它用作 Hook 的部分功能。

JVM Sandbox安装与启动

下载

项目的 github 地址：https://github.com/alibaba/jvm-sandbox。
下载所需版本的二进制压缩包，解压（演示所使用的版本为 1.3.3）。

环境准备

官方声明支持的系统有：Linux／UNIX／MacOS，这几个系统只需要下载解压缩就可以直接运行。
官方并未支持 Windows 系统，所以需要进行如下修改：
安装 Git Bash。
安装 JDK（版本 6-11，演示所用版本为 1.8.0_192），路径中不能带有空格。
在 Shell 脚本中会有 Java 命令的调用，所以电脑中需要，并且因为 Git Bash 运行 Shell 脚本时的目录问题。
修改启动脚本bin/sandbox.sh ，将脚本中 183-188 行内容注释。

image1080×277 95.5 KB](https://ceshiren.com/uploads/default/original/3X/b/4/b43dc7a4ae5cf56a146e061dd97508d842f6add8.png "image")

启动脚本

由于启动脚本中使用了相对路径，所以运行时需要切换到项目的 bin 目录下操作。
在 bin 目录中执行语句./sandbox.sh -p 目标应用pid ，当出现如下提示信息，说明 JVM-Sandbox 已经成功启动了。

                NAMESPACE : default

                  VERSION : 1.3.3

                     MODE : ATTACH

              SERVER_ADDR : 0.0.0.0

              SERVER_PORT : 4543

           UNSAFE_SUPPORT : ENABLE

             SANDBOX_HOME : e:/Download/sandbox/bin/..

        SYSTEM_MODULE_LIB : e:/Download/sandbox/bin/..\module

          USER_MODULE_LIB : E:\Download\sandbox\sandbox-module;~/.sandbox-module;

      SYSTEM_PROVIDER_LIB : e:/Download/sandbox/bin/..\provider

       EVENT_POOL_SUPPORT : DISABLE` </pre>

JVM-Sandbox 同时还会对外提供接口，可以通过请求直接操作 JVM-Sandbox，这样就能方便的与自己的测试代码结合使用。

JVM Sandbox示例

目标应用为一段简单的 Java 代码，代码中启动了一个死循环，每次循环会打印report 方法接收到的参数值，参数值已经在代码中固定传入，所以运行之后的结果是一串相同的输出内容。具体内容如下：

final void report(String stringParam, boolean boolParam, int intParam) {

    System.out.println("stringParam is " + stringParam);

    if (boolParam) {

        System.out.println("boolParam is true!");

    } else {

        System.out.println("boolParam is false");

    }

    System.out.println("intParam is " + intParam);

}

final void loopReport() throws InterruptedException {

    while (true) {

        report("a", false, 666);

        Thread.sleep(1000);

        System.out.println();

    }

}

public static void main(String... args) throws InterruptedException {

    new HookTarget().loopReport();

}

}` </pre>

要编写符合 JVM-Sandbox 的 hook 脚本，需要引入sandbox-api 和 sandbox-debug-module 两个依赖。
通过实现 jvm.sandbox 中的 Module 接口，在 AdviceListener 方法中重写 before 方法，这样写入的语句就会在目标方法体执行之前进行执行，能够修改目标方法收到的参数数据。通过advice.changeParameter 方法，修改对应位置的参数数值，第一个参数为目标参数的位置，从 0 开始，第二个参数为替换的值。具体代码如下：

<pre class="copy-codeblocks" style="font-family: Consolas, Menlo, Monaco, "Lucida Console", "Liberation Mono", "DejaVu Sans Mono", "Bitstream Vera Sans Mono", "Courier New", monospace; font-size: 15.008px; display: block; position: relative; overflow: visible; color: rgb(34, 34, 34); font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-align: start; text-indent: 0px; text-transform: none; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; background-color: rgb(255, 255, 255); text-decoration-thickness: initial; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;">`import com.alibaba.jvm.sandbox.api.Information;
import com.alibaba.jvm.sandbox.api.Module;
import com.alibaba.jvm.sandbox.api.annotation.Command;
import com.alibaba.jvm.sandbox.api.listener.ext.Advice;
import com.alibaba.jvm.sandbox.api.listener.ext.AdviceListener;
import com.alibaba.jvm.sandbox.api.listener.ext.EventWatchBuilder;
import com.alibaba.jvm.sandbox.api.resource.ModuleEventWatcher;
import org.kohsuke.MetaInfServices;
import javax.annotation.Resource;
import java.util.*;

@MetaInfServices(Module.class)
@Information(id = "ceshiren.com", author = "ceshiren.com")
public class hook_jvm implements Module {

@Resource

private ModuleEventWatcher moduleEventWatcher;

@Command("ceshiren")

public void ceshiren(final Map<String, String> param) {

    new EventWatchBuilder(moduleEventWatcher)

            .onClass("HookTarget")

            .onBehavior("report")

            .onWatch(new AdviceListener() {

                @Override

                protected void before(Advice advice) throws Throwable {

                    advice.changeParameter(0, "Change By Hook!");

                    advice.changeParameter(1, false);

                    advice.changeParameter(2, 965);

                }

            });

}

}` </pre>

项目通过 maven 管理依赖，对应的pom.xml 文件内容如下：

     xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"

     xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">

<modelVersion>4.0.0</modelVersion>

<groupId>org.example</groupId>

<artifactId>ceshiren_book</artifactId>

<version>1.0-SNAPSHOT</version>

<dependencies>

    <dependency>

        <groupId>com.alibaba.jvm.sandbox</groupId>

        <artifactId>sandbox-api</artifactId>

        <version>1.3.3</version>

    </dependency>

    <dependency>

        <groupId>com.alibaba.jvm.sandbox</groupId>

        <artifactId>sandbox-debug-module</artifactId>

        <version>1.3.3</version>

        <scope>compile</scope>

    </dependency>

</dependencies>

<build>

    <plugins>

        <plugin>

            <groupId>org.apache.maven.plugins</groupId>

            <artifactId>maven-assembly-plugin</artifactId>

            <executions>

                <execution>

                    <goals>

                        <goal>attached</goal>

                    </goals>

                    <phase>package</phase>

                    <configuration>

                        <descriptorRefs>

                            <descriptorRef>jar-with-dependencies</descriptorRef>

                        </descriptorRefs>

                    </configuration>

                </execution>

            </executions>

        </plugin>

    </plugins>

</build>

</project>` </pre>

脚本编写完毕之后，将项目打成 Jar 包，放到下载的 JVM-Sandbox 项目下 sandbox-module 目录中。

[图片上传失败...(image-26f20e-1651038994505)]

启动写好的 java 目标程序，运行之后命令行开始循环打印之前设置好的语句，内容如下：

boolParam is false

intParam is 666

stringParam is a

boolParam is false

intParam is 666` </pre>

在 gitbash 命令行中打开sandbox/bin 目录，执行语句./sandbox.sh -p 目标应用进程号 -d 'ceshiren.com/ceshiren' ，启动 JVM-Sandbox 并对目标程序进行 Hook 操作，变更report 方法中传入的参数值，这时再回到目标程序运行的命令行中查看，可以看到命令行中输出的内容已经变更，如下：

boolParam is false

intParam is 965

stringParam is Change By Hook!

boolParam is false

intParam is 965` </pre>

输出内容的变更，说明 Hook 已经生效。这样在目标程序运行中修改了方法传入的参数值，达到了 Hook 的目的。
现在执行语句./sandbox.sh -p 目标应用进程号 -S 可以关闭修改，命令行中输出的内容变回了原始的输出内容。

示例简单展示了 JVM-Sandbox 用作 Hook 工具的功能，通过 Hook 功能就可以对 Java 项目的内部运行逻辑和参数、返回值进行修改。测试场景的构建、测试用例的执行都变得更加方便哦~

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