源码探索系列0---微信抢红包插件原理解析

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好程序员，序号都是从0开始的。哈哈

微信抢红包插件

不知道你们还记不记得小米发布会的时候，把不服跑个分改成抢红包了，同时演示了一遍。
现在这个是基于他的修改版本，地址在这里

,如果你想看下小米抢红包的源代码，就点击这里

接下来讲解其中一种实现 ，但这个是dev版，不是百分百，要百分百好用的，点这里：

下面的讲解仅针对该伙伴分享的dev分支。

预期特性

  1. 可以抢屏幕上显示的所有红包，同类插件往往只能获取最新的一个红包。
  2. 智能跳过已经戳过的红包，避免频繁点击影响正常使用。
  3. 红包日志 (默认未开启)，方便查看抢过的红包内容。
  4. 性能优化，感受不到插件的存在，可一直后台开启，不影响日常聊天。
  5. 由于这是一份教学代码，项目的文档和注释都比较完整，代码适合阅读。

实现原理

1. 屏幕内容检测和自动化点击的实现

和其他插件一样，这里使用的是Android API提供的AccessibilityService。
这个类位于android.accessibilityservice包内，该包中的类用于开发无障碍服务，提供代替或增强的用户反馈。

这个无障碍服务，现在还被人拿来做很多 别 的事情，
例如免ROOT得安装，想了解就点击下面
使用Android Accessibility实现免Root自动批量安装功能

那么用这个包怎么做到抢红包呢？
那么用这个包怎么做到抢红包呢？
那么用这个包怎么做到抢红包呢？

标题就写了，屏幕内容检测和自动化点击的实现。

AccessibilityService 服务会在后台运行，
我们要做的就是静静的等待系统在发生 AccessibilityEvent 事件时回调，
然后根据对调的内容，判断是不是红包，然后抢抢抢！！！

这些事件指的就是用户界面上发生的状态变化，
比如焦点变更（如有新的红包出现了）、按钮按下等等。
当然也可以请求“查询当前窗口中内容”的能力。

1.1 配置AccessibilityService

我们需要监听的事件
当红包来或者滑动屏幕时引起的屏幕内容变化，
和点开红包时窗体状态的变化，
因此我们需要在配置XML的accessibility-service标签中加入一条
android:accessibilityEventTypes="typeWindowStateChanged|typeWindowContentChanged"
或在onAccessibilityEvent回调函数中对事件进行一次类型判断

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final int eventType = event.getEventType();
if (eventType == AccessibilityEvent.TYPE_WINDOW_STATE_CHANGED
     || eventType == AccessibilityEvent.TYPE_WINDOW_CONTENT_CHANGED) {
	     // ...
}

除此之外，由于我们只监听微信，还需要指定微信的包名

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android:packageNames="com.tencent.mm"

为了获取窗口内容，我们还需要指定

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android:canRetrieveWindowContent="true"

其他配置请看代码。

1.2 获取红包所在的节点 - - 找到红包

配置好后，首先，我们要获取当前屏幕的 根节点，然后判断下是不是 红包
下面两种方式效果是相同的：

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AccessibilityNodeInfo nodeInfo = event.getSource();

AccessibilityNodeInfo nodeInfo = getRootInActiveWindow();

这里返回的AccessibilityNodeInfo是窗体内容的节点，包含节点在屏幕上的位置、文本描述、子节点id、能否点击等信息。从AccessibilityService的角度来看，窗体上的内容表示为辅助节点树，虽然和视图的结构不一定一一对应。换句话说，自定义的视图可以自己描述上面的辅助节点信息。当辅助节点传递给AccessibilityService之后就不可更改了，如果强行调用引起状态变化的方法会报错。

在聊天页面，每个红包上面都有“领取红包”这几个字，我们把它作为识别红包的依据。
在聊天页面，每个红包上面都有“领取红包”这几个字，我们把它作为识别红包的依据。
在聊天页面，每个红包上面都有“领取红包”这几个字，我们把它作为识别红包的依据。

如果你收到了这四个字的文本消息，可能其他的插件会做出误判。
因为我们加入了阶段的概念，不会出现这个问题。

AccessibilityNodeInfo的API中有一个findAccessibilityNodeInfosByText方法，
允许我们通过文本来搜索界面中的节点。
匹配是大小写敏感的，它会从遍历树的根节点开始查找。
API文档中特别指出，为了防止创建大量实例，节点回收是调用者的责任，
这一点会在接下来的部分中讲到。

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List<AccessibilityNodeInfo> node1 = nodeInfo.findAccessibilityNodeInfosByText("领取红包");

1.3 对节点进行操作 - - 开包

AccessibilityNodeInfo同样暴露了一个API——performAction来对节点进行点击或者其他操作。
出于安全性考虑，只有这个操作来自AccessibilityService时才会被执行。

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nodeInfo.performAction(AccessibilityNodeInfo.ACTION_CLICK);

不过，我们在调试时发现”领取红包”的mClickable属性为false，说明点击的监听加在它父辈的节点上。通过getParent获取父节点，这个节点是可以点击的。

我们还需要全局的返回操作，最方便的办法就是performGlobalAction，不过注意这个方法是API 16后才有的。

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performGlobalAction(GLOBAL_ACTION_BACK);

2. 获取屏幕上的所有红包

和其他插件最大的区别是，这个插件的逻辑是获取屏幕上所有的红包节点，去掉已经获取过的之后，将待抢红包加入队列，再将队列中的红包一个个打开。

2.1 判断红包节点是否已被抢过

实现这一点是编写时最大的障碍。对于一般的Java对象实例来说，除非被GC回收，实例的Id都不会变化。我最初的想法是通过正则表达式匹配下面的十六进制对象id来表示一个红包。

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android.view.accessibility.AccessibilityNodeInfo@2a5a7c; .......

但在测试中，队列中的部分红包没有被戳开。
进一步观察发现，新的红包节点和旧的红包节点id出现了重复，且出现概率较大。
由于GC日志正常，我推测AccessibilityNode可能有一个实例池的设计。
获取当前窗体节点树的时候，从一个可重用的实例池中获取一个辅助节点信息 (AccessibilityNodeInfo)实例。在接下来的获取时，仍然从实例池中获取节点实例，这时可能会重用之前的实例。
这样的设计是有好处的，可以防止每次返回都创建大量的实例，影响性能。AccessibilityNodeProvider的源码表明了这样的设计。

也就是说，为了标识一个唯一的红包，只用实例id是不充分的。这个插件采用的是红包内容+节点实例id的hash来标记。因为同一屏下，同一个节点树下的节点id是一定不会重复的，滑动屏幕后新红包的内容和节点id同时重复的概率已经大大减小。

更改标识策略后，实测中几乎没有出现误判。

2.2 将新出现的红包加入待抢队列

我们维护了两个列表，分别记录待抢红包和抢过的红包标识。

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private List<AccessibilityNodeInfo> nodesToFetch = new ArrayList<>();

private List<String> fetchedIdentifiers = new ArrayList<>();

在每次读取聊天屏幕的时候，会检查这个红包是否在fetchedIdentifiers队列中，如果没有，则加入nodesToFetch队列。

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for (AccessibilityNodeInfo cellNode : fetchNodes) {
    String id = getHongbaoHash(cellNode);
    /* 如果节点没有被回收且该红包没有抢过 */
    if (id != null && !fetchedIdentifiers.contains(id)) {
        nodesToFetch.add(cellNode);
    }
}

3. 打开队列中的红包

通过红包打开后显示的文本判断这个红包是否可以抢，进行接下来的操作。

3.1 判断红包节点是否被重用

这也是实现时的一个坑。前面提到了实例池的设计，当我们把红包们加入待抢队列，戳完一个红包再回来时，队列中的其他红包节点可能已被回收重用，如果再去点击这个节点，显然没有什么卵用。

为了解决这个问题，我们只能退而求其次，在点开前做一次检查。如果发现被重用了，就舍弃这个节点，在下一轮fetch的阶段重新加入待抢队列。确认没有重用立即打开，并把节点hash加入fetchedIdentifiers队列。这里如果node失效getHongbaoHash会返回null。

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AccessibilityNodeInfo node = nodesToFetch.remove(nodesToFetch.size() - 1);
if (node.getParent() != null) {
    String id = getHongbaoHash(node);
    if (id == null) return;
    fetchedIdentifiers.add(id);
    Stage.getInstance().entering(Stage.OPENING_STAGE);
    node.getParent().performAction(AccessibilityNodeInfo.ACTION_CLICK);
}

可以看出这并不是很有效率的解决方案。
在实测中，有时队列中中红包失效后被舍弃，但没有新的AccessibilityEvent发生，接下来的操作都被挂起了。在戳过较多红包之后，这种情况表现得尤为明显，必须要显式地改变窗体内容才能解决。

3.2 根据红包类型选择操作

红包被戳开前会进行查重。

戳开后如果界面上出现了“拆红包”几个字，说明红包还没有被别人抢走，立刻点击“拆红包”并将stage标记为OPENED_STAGE。

此时，另三种情况表明抢红包失败了，直接返回，接下来状态会被标记为FETCHED_STAGE。

  1. “过期”，说明红包超过有效时间
  2. “手慢了”，说明红包发完但没抢到
  3. “红包详情”，说明你已经抢到过

3.3 防止加载红包时返回

戳开红包和红包加载完之间有一个“正在加载”的过渡动画，会触发onAccessibilityEvent回调方法。如果在加载完之前判断，上述文本还没出现，会被默认标记为FETCHED_STAGE并触发返回。因此，我们要在返回前特殊判定这种情形。

我们引入了TTL来记录尝试次数，并返回错误值-1。如果到达MAX_TTL时红包还没有加载出来就舍弃这个红包。

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Stage.getInstance().entering(Stage.OPENING_STAGE);
ttl += 1;
return -1;

上面的就这样的基本流程说完了，那么现在是一些附加的介绍

4. 抢红包流程的逻辑控制

这个插件通过一个Stage类来记录当前对应的阶段。
Stage类被设计成单例并惰性实例化，因为一个Service不需要也不应该处在不同的阶段。
对外暴露阶段常量和entering和getCurrentStage两个方法，分别记录和获取当前的阶段。

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public class Stage {

    private static Stage stageInstance;

    public static final int FETCHING_STAGE = 0, OPENING_STAGE = 1, FETCHED_STAGE = 2, OPENED_STAGE = 3;

    private int currentStage = FETCHED_STAGE;

    private Stage() {}

    public static Stage getInstance() {
        if (stageInstance == null) stageInstance = new Stage();
        return stageInstance;
    }

    public void entering(int _stage) {
        stageInstance.currentStage = _stage;
    }

    public int getCurrentStage() {
        return stageInstance.currentStage;
    }
}

4.1 阶段说明

阶段 说明
FETCHING_STAGE 正在读取屏幕上的红包，此时不应有别的操作
FETCHED_STAGE 已经结束一个FETCH阶段，屏幕上的红包都已加入待抢队列
OPENING_STAGE 正在拆红包，此时不应有别的操作
OPENED_STAGE 红包成功抢到，进入红包详情页面

1.程序以FETCHED_STAGE 开始，将屏幕上的红包加入待抢队列：

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--> FETCHED_STAGE --> FETCHING_STAGE  --> FETCHED_STAGE -->

2.处理待抢队列中的红包：

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--> [CLICK] --> OPENING_STAGE --> [CLICK] --> OPENED_STAGE --> [BACK] --> FETCHED_STAGE -->（抢到）

--> [CLICK] --> OPENING_STAGE --> [BACK] --> FETCHED_STAGE -->（没抢到）

3.不断重复流程1和2

4.2 根据阶段选择不同的入口

在每次窗体状态发生变化后，根据当前所在的阶段选择入口。

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switch (Stage.getInstance().getCurrentStage()) {
    case Stage.OPENING_STAGE:
        // .......
        Stage.getInstance().entering(Stage.FETCHED_STAGE);
        performGlobalAction(GLOBAL_ACTION_BACK);
        break;
    case Stage.OPENED_STAGE:
        Stage.getInstance().entering(Stage.FETCHED_STAGE);
        performGlobalAction(GLOBAL_ACTION_BACK);
        break;
    case Stage.FETCHED_STAGE:
        if (nodesToFetch.size() > 0) {
            AccessibilityNodeInfo node = nodesToFetch.remove(nodesToFetch.size() - 1);
            if (node.getParent() != null) {
                // .......
                Stage.getInstance().entering(Stage.OPENING_STAGE);
                node.getParent().performAction(AccessibilityNodeInfo.ACTION_CLICK);
            }
            return;
        }
        Stage.getInstance().entering(Stage.FETCHING_STAGE);
        fetchHongbao(nodeInfo);
        Stage.getInstance().entering(Stage.FETCHED_STAGE);
        break;
}

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