DexClassLoader热修复原理分析以及手动实现热修复

文章主要内容为：

1.android的dex加载流程

2.利用DexClassLoader手动实现一个简单版的热修复

• 首先我们来了解一下什么是dex
  在android虚拟机里面是无法直接运行.class文件，android会将所有的.class文件转换成一个.dex文件，然后通过DexClassLoader来加载.dex
• dexElements数组是什么
  是所有dex文件在系统内存中的表现形式
• DexClassLoader实现热修复的方式
  从服务器端下载下来你的修复好的dex文件，利用代码在dexElements数组中将修复好的dex文件插到有bug的dex文件前面
• DexClassLoader实现热修复的原理
  首先将dex文件移动到odex的缓存目录(data/user/包名/app_odex)，然后通过反射BaseDexClassLoader，找到BaseDexClassLoader下的pathList，pathList下面有个dexElements数组；分别将系统的dexElements数组和dex文件的dexElements数组创建出来，然后将dex的dexElements数组插入到系统的dexElements数组前面，最后将新的dexElements数组赋值到系统的dexElements中

好的，我们接下来用代码来实现热修复核心代码

• 首先将手机储存路径下的dex文件移动到odex缓存目录下

private void fix() {
        File filesDir = this.getDir("odex", Context.MODE_PRIVATE);
        String name = "out.dex";
        String filePath = new File(filesDir, name).getAbsolutePath();
        File file = new File(filePath);
        if (file.exists()) {
            file.delete();
        }
        InputStream is = null;
        FileOutputStream os = null;
        try {
            is = new FileInputStream(new File(Environment.getExternalStorageDirectory(), name));
            os = new FileOutputStream(filePath);
            int len = 0;
            byte[] buffer = new byte[1024];
            while ((len = is.read(buffer)) != -1) {
                os.write(buffer, 0, len);
            }
            //这里是修复dex的工具类，下面会写到
            FixUtils.loadDex(this);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                os.close();
                is.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

• 现在开始写dex融合的工具类

public class FixUtils {
    private static HashSet<File> loadDexList = new HashSet<File>();

    public static void loadDex(Context context) {
        if (context == null) {
            return;
        }
        //将odex文件夹下的所有.dex文件存放到loadDexList下
        File filesDir = context.getDir("odex", Context.MODE_PRIVATE);
        File[]  listFiles=filesDir.listFiles();
        for (File file : listFiles) {
            if(file.getName().startsWith("classes")||file.getName().endsWith(".dex")){
                loadDexList.add(file);
            }
        }
        //创建一个odex的缓存目录
        String optimizeDir = filesDir.getAbsolutePath() + File.separator + "cache_dex";
        File fopt = new File(optimizeDir);
        if (!fopt.exists()) {
            fopt.mkdirs();
        }
        //遍历list下所有的.dex文件 将.dex文件插入到系统的dexElements前面
        for (File dex : loadDexList) {
            DexClassLoader classLoader = new DexClassLoader(dex.getAbsolutePath(), fopt.getAbsolutePath(), null, context.getClassLoader());
            PathClassLoader pathClassLoader = (PathClassLoader) context.getClassLoader();
            try {
                //利用反射创建系统的ClassLoader
                Class baseDexClazzLoader=Class.forName("dalvik.system.BaseDexClassLoader");
                Field  pathListFiled=baseDexClazzLoader.getDeclaredField("pathList");
                pathListFiled.setAccessible(true);
                Object pathListObject = pathListFiled.get(pathClassLoader);

                Class  systemPathClazz=pathListObject.getClass();
                Field  systemElementsField = systemPathClazz.getDeclaredField("dexElements");
                systemElementsField.setAccessible(true);
                Object systemElements=systemElementsField.get(pathListObject);


                //利用反射创建自己的ClassLoader
                Class myDexClazzLoader=Class.forName("dalvik.system.BaseDexClassLoader");
                Field  myPathListFiled=myDexClazzLoader.getDeclaredField("pathList");
                myPathListFiled.setAccessible(true);
                Object myPathListObject =myPathListFiled.get(classLoader);

                Class  myPathClazz=myPathListObject.getClass();
                Field  myElementsField = myPathClazz.getDeclaredField("dexElements");
                myElementsField.setAccessible(true);
                Object myElements=myElementsField.get(myPathListObject);

                //将自己的ClassLoader的dexElements插入到系统的dexElements前面
                Class<?> sigleElementClazz = systemElements.getClass().getComponentType();
                int systemLength = Array.getLength(systemElements);
                int myLength = Array.getLength(myElements);
                int newSystenLength = systemLength + myLength;
                //新建一个空的dexElements，长度为系统的dexElements长度+自己.dex文件的dexElements长度
                Object newElementsArray = Array.newInstance(sigleElementClazz, newSystenLength);
                //先将自己的.dex文件的dexElements插入到上面新建的dexElements里面，然后再将系统的dexElements插入进来
                //这样就实现了先加载修复好的dex的，然后在加载系统的dex
                for (int i = 0; i < newSystenLength; i++) {
                    if (i < myLength) {
                        Array.set(newElementsArray, i, Array.get(myElements, i));
                    }else {
                        Array.set(newElementsArray, i, Array.get(systemElements, i - myLength));
                    }
                }
                //插入完成，将上面新建的dexElements赋值给系统的dexElements
                Field  elementsField=pathListObject.getClass().getDeclaredField("dexElements");
                elementsField.setAccessible(true);
                elementsField.set(pathListObject,newElementsArray);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }


}

• 修复代码已经写完了，我们可以先创建一个修复前的测试类

public class Test {
    public  void testFix(Context context){
        Toast.makeText(context, "修复前", Toast.LENGTH_SHORT).show();
    }
}

然后运行到手机上

• 在创建一个修复之后的测试类

public class Test {
    public  void testFix(Context context){
        Toast.makeText(context, "修复后", Toast.LENGTH_SHORT).show();
    }
}

• 现在需要将修复后的test.java文件编译成.dex，在android sdk的tool下，有一个dx工具可以使用，将修复好的Test.java拿出来，使用dx工具编译成out.dex，然后将out.dex放到手机储存卡下面，第一次进入的时候，先运行上面写的fix()方法，就能够成功实现热修复了