советы и хитрости для Android / by admin / August 05, 2021
Google Play Store — это наша общая платформа для загрузки и установки приложений и игр для наших устройств Android. Приложения в Google Play Store являются официальными приложениями; многие из них — платные. Что ж, вы можете заплатить деньги, чтобы купить и установить приложение, но как насчет приложений, в которых есть покупки в приложении?
Модификация программы и что лучше менять: исполняемый код или AST программы?
Принципы в заметке общие для почти любого языка программирования и системы исполнения, но акцент будет на jvm. Рассмотрим два основных подхода по модификации программы:
- манипуляции с исполняемым кодом программы после компиляции или во время загрузки кода;
- изменение исходного кода перед компиляцией.
МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ДРОНЫ ВЗРЫВАЮТ ТАНКИ // Ковровые бомбардировки с дронов
Метафора, связанная с изображением в заметке: программа — это основное здание, а результат трансформации программы — вспомогательная конструкция.
Зачем модифицировать?
Начнем с вопроса зачем программе модифицировать другую программу. Метапрограммирование помогает уменьшить объем boilerplate кода в проекте и концентрироваться на главном, улучшить читаемость кода и решить задачи которые сложно решить другим способом.
Простейший пример в java — JavaBeans и get/set методы для доступа к полям класса, также примером может служить создание билдеров для класса, автореализации equals/hash в IDE и т.п.
Следующий пример — это логирование, автоматическое управление транзакциями. Все к чему привыкли при использовании Spring Framework и редко задумываемся как это реализовано. Но даже Spring создал сложности с конфигурацией и инициализацией фреймворка для новичков, что послужило причиной появления «магического» Spring Boot/Spring Roo. Но это отдельная тема, мы же вернемся к теме модификации программы.
Обфускация и минимизация кода, инструментирующие профилировщики и мир DevOps третий пример для чего нужно модифицировать программу. Думаю, что пропустил другие важные примеры, вы можете дополнить в комментариях.
Итак, зачем модифицировать программу мы определились, теперь рассмотрим, как это обычно делают.
Модификация исполняемых инструкций программы
Можно модифицировать байт-код программы и это самый распространенный способ. Делать это можно как сразу после компиляции, но перед сборкой jar, так и при загрузке класса. В первом случае это будет плагин системы сборки проекта, во втором специальный загрузчик классов или java агент, либо механизм hotswap в jvm. Подход с агентами и загрузчиками классов очень похож на самомодифицирующиеся программы в машинном коде и полиморфные вирусы.
Байт-код файла, который загружает jvm имеет структуру, описанную в официальной документации о формате класса
Модифицированные приложения. Расширяем функционал и комфорт при использовании приложений.
Приложение javap позволяет просматривать байт-код скомпилированного класса
Пример из официальной документации
Исходный текст класса:
import java.awt.*; import java.applet.*; public class DocFooter extends Applet < String date; String email; public void init() < resize(500,100); date = getParameter(«LAST_UPDATED»); email = getParameter(«EMAIL»); >public void paint(Graphics g) < g.drawString(date + » by «,100, 15); g.drawString(email,290,15); >>
Вывод javap на консоль для байт-кода этого класса:
Compiled from «DocFooter.java» public class DocFooter extends java.applet.Applet < java.lang.String date; java.lang.String email; public DocFooter(); Code: 0: aload_0 1: invokespecial #1 // Method java/applet/Applet.»»:()V 4: return public void init(); Code: 0: aload_0 1: sipush 500 4: bipush 100 6: invokevirtual #2 // Method resize:(II)V 9: aload_0 10: aload_0 11: ldc #3 // String LAST_UPDATED 13: invokevirtual #4 // Method getParameter:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String; 16: putfield #5 // Field date:Ljava/lang/String; 19: aload_0 20: aload_0 21: ldc #6 // String EMAIL 23: invokevirtual #4 // Method getParameter:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/String; 26: putfield #7 // Field email:Ljava/lang/String; 29: return public void paint(java.awt.Graphics); Code: 0: aload_1 1: new #8 // class java/lang/StringBuilder 4: dup 5: invokespecial #9 // Method java/lang/StringBuilder.»»:()V 8: aload_0 9: getfield #5 // Field date:Ljava/lang/String; 12: invokevirtual #10 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; 15: ldc #11 // String by 17: invokevirtual #10 // Method java/lang/StringBuilder.append:(Ljava/lang/String;)Ljava/lang/StringBuilder; 20: invokevirtual #12 // Method java/lang/StringBuilder.toString:()Ljava/lang/String; 23: bipush 100 25: bipush 15 27: invokevirtual #13 // Method java/awt/Graphics.drawString:(Ljava/lang/String;II)V 30: aload_1 31: aload_0 32: getfield #7 // Field email:Ljava/lang/String; 35: sipush 290 38: bipush 15 40: invokevirtual #13 // Method java/awt/Graphics.drawString:(Ljava/lang/String;II)V 43: return >
Но модифицировать байт-код вручную имеет смысл только в учебных целях или если вы ниндзя, который любит создавать и преодолевать сложности. The Java Virtual Machine Specification отвечает на большинство вопросов на этом этапе.
В промышленном программировании работу с байт-кодом упрощают библиотеки ASM, javassist, BCEL, CGLIB. После парсинга байт кода, тот же ASM позволяет программисту работать с байт кодом как через Tree API, так и в событийной модели, используя шаблон visitor. Кроме анализа, возможна и модификация, добавление новых инструкций, полей, методов и т.п. В природе существуют и другие библиотеки работы с байт кодом, но их используют реже.
Пример использования API ASM для
анализа байт-кода
Аспектно-ориентированный подход можно считать высокоуровневым способом модификации программы. В реализации AspectJ на уровне агента, загрузчика классов или плагина вся «магия» АОП превращается в манипуляции с байт-кодом классов. Но как это видит программист при разработке отличается от того как модифицируется байт код «под капотом» с помощью того же ASM и BCEL. Если интересно, что фактически добавляет AspectJ в классы вашего приложения, можно включить дамп модифицированных классов и по локоть влезть в этот код, например, с помощью Java Decompiler.
В AspectJ разработчик определяет действия в виде классов, аннотируя их как аспекты и указывая в каких точках программы(Pointcut) их следует вызывать. Синтаксис определения pointcut выражений также достаточно высокоуровневый. Такой подход к модификации байт-кода более прост в использовании для программиста.
Подробнее показывал и рассказывал на примерах в цикле публикаций на хабре
- Диагностируем причину, выживаем в JAR hell: не дышим серой и не варимся в котле
- Публикация логов в Elasticsearch — жизнь без регулярных выражений и без logstash
- Протоколирование JDBC запросов и их параметров в существующем приложении
- Хабр шелл: встраиваем кросплатформенный ssh server в java приложение
- Внедрение веб консолей в jvm процесс на примере SonarQube
- Доклад: «Аспектно-ориентированное программирование в распределенных системах для java разработчиков и QA»
- Напильники бывают разные или повествование про «напильник» для java программ
Трансформация программы за счет модификации байт-кода имеет свои сильные и слабые стороны:
| подход работает при отсутствии исходных текстов программы | сложность анализа и модификации, при нетривиальных трансформациях |
| независимость от компилятора | отсутствие информации, доступной только в исходном коде |
Трансформация AST исходного кода, метапрограммирование
Теория и практика трансформации исходного кода давно применяется в метапрограммировании, Prolog, Lisp, макросах и препроцессорах языков программирования.
При данном подходе исходный текст программы трансформируется либо дополняется другой программой перед компиляцией, а затем компилируется. Работать удобнее не с самим текстом программы, а с абстрактным синтаксическим деревом построенным из него (abstract syntax tree, AST).
Опять же, удобство метапрограммирования зависит от поддержки его в самом языке программирования. Существует шутка
В Лиспе, если охота аспектно-ориентированного программирования, нужно лишь настругать немного макросов, и готово. В Java, нужен Грегор Кичалес, создающий новую фирму, и месяцы и годы попыток заставить всё работать.
Поэтому в jvm чуть сложнее, хоть механизм reflection и является частью языка и платформа может динамически загружать и исполнять байт-код. Сразу на ум приходят две технологии, которые используют кодогенерацию — JPA static metamodel generator и jaxb code generation. Другой пример — project Lombok, который позволяет автоматически реализовать, то что раньше генерировалось IDE или писалось вручную и поддерживалось разработчиками.
Аннотации проекта Lombok
Реализовано в Lombok это с помощью модификации AST пользовательской программы и кодогенерации.
Схожая функциональность, со своими ограничениями, есть и в java для аннотаций с областью видимости compile time — Annotation Processing Tool.
В случае с парсингом java исходного кода, лучше чем javac и eclipse java compiller вряд ли кто справится. Есть альтернативы, такие как Spoon и JTransformer, но насколько полно они поддерживают спецификацию и сложные классы, даже нет желания проверять.
Раз уж речь идет о jvm, то трансформация исходного текста программы на Groovy является частью самого языка, подобные возможности есть и в языке Scala.
Итак, в модификации исходного кода программы есть слабые и сильные стороны:
| большее количество информации, чем в байт-коде | этап компиляции или интерпретации (память, время) |
| возможности, подобные рефакторингу в IDE | требование к наличию исходных текстов, способа автоматически найти их для заданного класса/jar |
Трансформация AST кода и рекомпиляция во время выполнения
Самая хардкорная часть этой заметки — мысли про перекомпиляцию в рантайм. Модификация и компиляция AST java кода в момент выполнения может быть нужна, если требуются костыли: проект либо полный капролит, либо делать и поддерживать десятки форков разных версий очень трудоемко, либо если его менеджмент и разработчики считают его идеальным и не позволяют никому его модификацию, но при этом исходный текст есть в enterprise maven репозитарии. И этот подход нужен только если задачу невозможно или неудобно решать двумя ранее описанными классами трансформации программы.
С компиляцией все относительно просто. JavaCompiler API позволяет скомпилировать программу из исходного кода в момент выполнения, предоставляя интерфейс независимый от реализации. При изучении манифеста и исходных текстов eclipse EJC компилятора, обнаружил что и он поддерживает JavaCompiler API.
Но при анализе текста программы все равно нет публичного и универсального API для работы с AST. Т.е. придется работать либо с com.sun.source.tree.* либо org.eclipse.jdt.core.dom.*
Задача с поиском исходного текста класса легко решается, если проект публиковался в maven репозитарий вместе с артефактом типа source и в jar с классами есть файлы pom.properties или pom.xml, либо есть некий словарь соответствия названия/хеша артефакта исходному коду соответствующего jar файла и способ получить эти исходники во время работы программы.
Плюсы — для трансформации доступно больше информации, чем есть в байт-коде, применение не требует пересборки проекта и почти так же удобно как и применение AspectJ агента, но при этом трансформацию невозможно было выполнить средствами преобразования байт-кода, либо очень трудоемко.
Минусы такие же, как и у прошлого подхода: память, время, требование к наличию исходного текста программы и способа его найти для данного класса.
Примеры вышесказанного в виде кода ejc+maven будут в ближайшие месяцы, да и задача выбрана вполне жизненная. Сталкивались ли вы с подобным? Какие задачи из вашей практики можно было бы элегантно решить только с помощью трансформации java кода и рекомпиляции во время выполнения?
Кстати, возможности компилятора TinyCC и его размер доказывают, что такой подход возможен и для C программ.
В заметке мы рассмотрели несколько подходов по модификации программы, их сильные и слабые стороны. Модификация исполняемого кода более распространена, но не все задачи можно решить без наличия исходного кода программы и его последующей трансформации.
- Разработка веб-сайтов
- Open source
- Программирование
- Java
- Анализ и проектирование систем
Источник: habr.com
Модифицированные программы и приложения бесплатно на русском
В наши дни функционал таких устройств как мобильные телефоны, планшетные ПК или компьютеры можно существенно расширить при помощи дополнительных приложений и программ. Их существует очень много. Есть как бесплатные, так и платные продукты. Без проблем можно найти подходящую программу для любых целей и задач. Это может быть редактор для видео или фотографий, приложение для текстовых документов, музыкальный плеер и так далее.
Особого внимания заслуживают модифицированные приложения. Что это такое? По сути, модифицированной программой можно назвать тот продукт, который имеет определённые изменения в сравнении с его исходной формой. Следует понимать, что данная модификация может иметь самый разный характер. Иногда это просто удаление мешающей рекламы.
Все мы прекрасно знаем, как иногда эта реклама раздражает. Бывает и так, что это какие-то серьёзные изменения в коде. Как правило, подобными манипуляциями занимается сторонний разработчик. Первоначальный создатель продукта этим обычно не занимается.
Где можно найти подобные приложения и программы? По понятным причинам распространяются они строго через неофициальные источники. К примеру, это может быть такой файлообменник как APK Mirror или что-то подобное. Достаточно большой популярностью в наши дни пользуется Android. Эта операционная система стоит на многих устройствах.
Разумеется, разработчики создают много продуктов для Android. Далеко не все они устраивают потребителя. Где-то слишком много рекламы, где-то чего-то не хватает и так далее. Именно поэтому нередко возникает необходимость в том, чтобы скачать модифицированный продукт. Где это можно сделать?