Android插件化之旅

作者: CKTim | 来源:发表于2018-10-30 15:58 被阅读12次

一、概述

Android插件化技术一直是安卓开发中一个重要的方向，大概12年就被提出，发展至今已逐渐趋于成熟，很多大厂都有自己的一套插件化方案，诸如淘宝的Atlas，滴滴的VirtualAPK，360的RePlugin等。插件化技术的发展得益于业务的不断新增，诸如淘宝APP，里面有聚划算，拍卖，饿了么，淘票票等业务功能模块（这里只考虑原生界面），如果今天饿了么有个Bug要修复发版，明天淘票票想加多个功能，是否每次都需要去更新淘宝客户端？这个代价未免太大，同时，作为淘宝的开发人员，我是否还需要帮忙去维护饿了么的第三方业务代码？而作为饿了么开发人员，我自己又要维护自己客户端的代码，又要维护在你淘宝上的代码吗？在这种拥有众多业务的大厂里，插件化技术就应运而生。

二、概念区分

近年来，除了插件化技术，组件化技术，热修复等也同样广受关注，这里主要做一下概念的区分：
插件化：也叫动态加载技术，分宿主APK和插件APK，宿主APK可以理解为就是安装到手机的主APK（诸如手机淘宝），各个功能模块抽取变成插件APK（诸如饿了么，淘票票），这些插件APK可以随着宿主APK一起编译打包安装到手机上，也可以变成远程APK放在服务器，按需下载安装，实现功能的动态配置。从广义上理解，可以把Android系统当成一个宿主APK，各个安装到手机上的软件当成插件APK，从而组成一个插件化系统。
组件化：组件化技术实现了在Debug调试阶段，每个功能模块可以独立变成APP调试，但在打包编译阶段，其最终还是将所有模块打包成一个APK。
热修复：热修复技术有助于我们在用户无感知的时候修复APK，悄无声息的将Bug修复掉，我们希望热修复它是不新增资源文件，四大组件等操作，只是单纯的解决代码逻辑上的Bug，可以简单理解插件化技术是热修复的高级版

三、插件化的优缺点

优点：

让用户无需安装APK就能升级应用功能，减少发版频率，增加用户体验
按需编译加载，有效减小主APK体积，实现功能的灵活配置
模块化，降低耦合性，有利于多人合作开发同一个项目

缺点：

Android上的黑科技越来越不被Android新系统待见，诸如Android 9.0系统已禁止非 SDK 接口的调用，而插件化技术中又或多或少使用了一些反射。这会使得插件化技术在新系统的表现上存在一些欠缺。
项目的构建过程变得复杂

四、插件化技术中的两个主要问题

正常情况下，apk被安装后，apk里面的代码和资源会被存放到系统的某处，以便系统能找到它。而插件APK未被安装，系统是找不到它里面的代码和资源的，所以如何加载插件APK中的代码和资源就成为了主要问题。针对这两个问题，下面主要介绍一种经典思路，达到抛砖引玉，有助于我们对插件化有个更好认识

如何加载插件APK中的Java代码？

Android中两个主要的Classloader，PathClassLoader和DexClassLoader，都是继承自BaseDexClassLoader：
DexClassLoader：可以加载包含classes.dex实体的.jar或.apk文件
PathClassLoader：只能加载已安装APK的dex文件
显然DexClassLoader可以满足我们插件化中对Java代码的动态加载，如下代码所示可以通过传入APK路径获取相应的DexClassLoader，接着通过调用DexClassLoader的loadClass方法获取相应的类实例：

//dexPath传入当前插件APK在SD卡中的路径
DexClassLoader pluginDexClassLoader = new DexClassLoader(dexPath, context.getDir("dex", Context.MODE_PRIVATE).getAbsolutePath(), null, context.getClassLoader());
//根据类名获取字节码对象
Class<?> mClass=pluginDexClassLoader loadClass("这里传入需要加载的完整路径类名");
//通过字节码对象创建类的实例
Object newInstance = mClass.newInstance();

类的实例可以通过上述拿到，然而这又会出现另外一个问题：已知Android系统中Activity页面的生命周期是由系统控制的，如果单纯使用DexClassLoader加载插件APK中的Activity，加载出来的也只是一个普通的对象，不具备页面的生命周期，曾看到过一个很生动的比喻：如果说系统创建的Activity是一个拥有四肢能动能跳的人的话，那么我们手动创建的Activity只是一个人偶，这个人偶虽然也有四肢，但是他动不了，因为他没有对应的掌控者。
针对这个问题，可以使用代理来实现，就如为了让这个木偶动起来，可以将这个木偶绑到活人身上，当活人动的时候，木偶也能跟着动。

具体的思路：
如何使用代理模式？可以先在宿主APK中注册好一个空的代理Activity页面，这个代理Activity拥有正常的生命周期，然后将插件Activity和代理Activity绑定起来，当代理Activity触发某一个生命周期的时候，也去通知插件Activity，让插件Activity拥有一个伪生命周期。
之前人们的采用的方法是使用反射去管理代理Activity的生命周期，但这样存在一些不便，比如反射代码写起来复杂，并且过多使用反射有一定的性能开销，后来采用了一种更为优雅的方式，就是采用接口机制，将代理Activity的生命周期提取出来作为一个接口，暂命名为PluginInterface，然后让插件Activity实现他：

public interface PluginInterface {

    void onCreate(Bundle saveInstance);

    void attachContext(Activity context);

    void onStart();

    void onResume();

    void onRestart();

    void onDestroy();

    void onStop();

    void onPause();
}

接着回到代理Activity，第一步，当调用插件Activity的时候，实际是调用了代理Activity，在代理Activity的onCreate生命周期里，使用之前说的加载类的方法创建插件Activity类实例，然后在代理Activity的各个生命周期动态的调用插件Activity的伪生命周期，以此达到同步效果，代理Activity的具体代码如下：

public class ProxyActivity extends Activity {

    private PluginInterface pluginInterface;

    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        //拿到要启动的Activity
        String className = getIntent().getStringExtra("className");
        try {
            //加载该Activity的字节码对象
            Class<?> aClass = PluginManager.getInstance().getPluginDexClassLoader().loadClass(className);
            //创建该Activity的示例
            Object newInstance = aClass.newInstance();
            //面向接口编程，插件Activity需要实现PluginInterface接口
            if (newInstance instanceof PluginInterface) {
                pluginInterface = (PluginInterface) newInstance;
                //将代理Activity的实例传递给插件Activity，以此让插件APK用于宿主的上下文
                pluginInterface.attachContext(this);
                //创建bundle用来与插件apk传输数据
                Bundle bundle = new Bundle();
                //将当前生命周期同步给插件Activity
                pluginInterface.onCreate(bundle);
            }
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    @Override
    public void onStart() {
        pluginInterface.onStart();
        super.onStart();
    }

    @Override
    public void onResume() {
        pluginInterface.onResume();
        super.onResume();
    }

    @Override
    public void onRestart() {
        pluginInterface.onRestart();
        super.onRestart();
    }

    @Override
    public void onDestroy() {
        pluginInterface.onDestroy();
        super.onDestroy();
    }

    @Override
    public void onStop() {
        pluginInterface.onStop();
        super.onStop();
    }

    @Override
    public void onPause() {
        pluginInterface.onPause();
        super.onPause();
    }

   /**
     * 在插件APK中，插件Activity调起其本身的Activity，实际还是一直调用代理Activity，不断重复上述流程
     */
    @Override
    public void startActivity(Intent intent) {
        Intent newIntent = new Intent(this, ProxyActivity.class);
        newIntent.putExtra("className", intent.getComponent().getClassName());
        super.startActivity(newIntent);
    }
}

如何加载插件APK中的资源文件？

宿主APK中是没有插件APK中的资源的，如果在代理Activity中直接像平时一样使用R.来引用插件APK中的资源的话是会报错的。Activity中有两个系统方法是和加载资源有关，我们需要在代理Activity中重写这两个方法，返回相应插件APK的Resource对象，这样才能顺利引用插件APK中的资源。

/** Return an AssetManager instance for your application's package. */
public abstract AssetManager getAssets();
/** Return a Resources instance for your application's package. */
public abstract Resources getResources();

AssetManager 中有一个addAssetPath方法，该方法可以通过传入指定的APK路径然后获取该APK的AssetManager，但这个方法是一个隐藏方法，需要通过反射来获取，紧接着将获取到的AssetManager传入Resources构造方法中，以此拿到相应插件APK中的Resources对象，示例代码如下：

 //dexPath是Plugin的路径,
//optimizedDirectory是Plugin的缓存路径,
//libraryPath可以为null,
//parent为父类加载器
 pluginDexClassLoader = new DexClassLoader(dexPath, context.getDir("dex", Context.MODE_PRIVATE).getAbsolutePath(), null, context.getClassLoader());
 pluginPackageArchiveInfo = context.getPackageManager().getPackageArchiveInfo(dexPath, PackageManager.GET_ACTIVITIES);
 {
      AssetManager assets = null;
       try {
           assets = AssetManager.class.newInstance();
           Method addAssetPath = AssetManager.class.getMethod("addAssetPath", String.class);
           addAssetPath.invoke(assets, dexPath);
       } catch (InstantiationException e) {
           e.printStackTrace();
       } catch (IllegalAccessException e) {
           e.printStackTrace();
       } catch (NoSuchMethodException e) {
           e.printStackTrace();
       } catch (InvocationTargetException e) {
           e.printStackTrace();
       }
      pluginResources = new Resources(assets, context.getResources().getDisplayMetrics(), context.getResources().getConfiguration());

接下来重写代理Activity中的getResources()方法，返回刚才新创建的Resources方法

/**
 * 注意：三方调用拿到对应加载的三方Resources
 * @return
 */
@Override
public Resources getResources() {
    return pluginResources;
}

五、市场上的插件化框架

名称	团队	Github
DroidPlugin	奇虎360	DroidPlugin
PluginManager	个人开发者	PluginManager
AndroidDynamicLoader	个人开发者	AndroidDynamicLoader
dynamic-load-apk	任玉刚	dynamic-load-apk
Small	开源组织Wequick	Small
DynamicAPK	携程	DynamicAPK
VirtualAPK	滴滴	VirtualAPK
RePlugin	奇虎360	RePlugin
Atlas	手机淘宝	Atlas

其中任玉刚的dynamic-load-apk插件化框架就是采用了上述所说的代理思路，上诉有些框架已经很久没有维护了，现在比较热门且还在维护的应属360的RePlugin，嘀嘀的VirtualAPK，手机淘宝的Atlas以及Small框架，其中Small框架支持Android和ios，较为轻量，但似乎还没办法做到按需加载。而淘宝Atlas框架相比其他具有更丰富的功能，除了可以按需加载相应的功能模块外，还具备热修复功能。

六、是否使用插件化技术的思考：

是否存在版本较多需要不断更新发版的情况？
是否有较多的业务模块？
是否开发人员众多？
.....

Demo地址：https://github.com/CKTim/DynamicAPKTest

网友评论

正在加载更多:2018年阿里云双十一活动购买有优惠https://m.aliyun.com/act/team1111/#/share?params=N.6ygA38M7hC.66fpu8sn

本文标题：Android插件化之旅

本文链接：https://www.haomeiwen.com/subject/jzvbtqtx.html

延伸阅读

深度阅读

您也可以注册成为美文阅读网的作者，发表您的原创作品、分享您的心情！

Android插件化之旅

一、概述

二、概念区分

三、插件化的优缺点

四、插件化技术中的两个主要问题

如何加载插件APK中的Java代码？

如何加载插件APK中的资源文件？

五、市场上的插件化框架

六、是否使用插件化技术的思考：

相关文章

网友评论

延伸阅读

深度阅读

栏目导航

热点阅读

Android开发

Android进阶之路

Android开发经验谈

组件化

Android知识