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Android 插件化,热修复浅析

Android 插件化,热修复浅析

作者: Android高级工程师 | 来源:发表于2019-05-05 21:32 被阅读0次

    1.ClassLoader:首先熟悉下ClassLoader,当java的类被编译成Class文件时,如果想翻译成机器码则必须通过JVM虚拟机中的ClassLoader来进行加载。
    Android中ClassLoader分为三种(当然还有其他但是这里只介绍三种):
    BootClassLoader:加载Android Framework层class文件。
    PathClassLoader:加载已经安装在手机上的APK的class文件。
    DexClassLoader:用于加载指定目录中的class文件。(插件,热修复等都是通过这个来完成)

    2、双亲代理模式:
    先解释什么叫双亲代理,当一个class文件被加载时,classloader会在自己的缓存中查找这个class文件是不是被加载过,如果已经加载就直接返回不重新加载,如果没有被加载则会查找父ClassLoader是不是加载过,如果所有的ClassLoader都没加载过则一层层返回到当前ClassLoader,进行加载。

    再来熟悉下Android中ClassLoader,如图所示:

    image.png

    这只是classloader的类继承关系并不是刚才所讲的双亲代理的父子关系。
    真正双亲代理中的查找顺序是:DexClassLoader--->PathClassLoader--> BaseDexClassLoader(平常所用到的插件化,热修复都是通过这三种ClassLoader来实现,其他不做介绍)但是PathClassLoader并不是DexClassLoader的父类。这里需要注意下。

    3、简述插件化,热修复等技术的原理:
    其实就一句话,利用双亲代理。
    先说插件化:一个插件被会被一个自定义的DexClassLoader来加载,通过双亲代理模式则肯定会找不到,则会自定义的这个DexClassLoader来加载从而达到不安装就可以被调用的效果
    再说热修复:Android程序中的Class文件会被封装成一个或者多个Dex文件(这个将APK解压就会看出来),在刚才提到的DexClassLoader和PathClassLoader是怎么加载Dex文件呢?

    下面看他们俩的父类BaseDexClassLoader的构造函数:

    
    /**
     * Constructs an instance.
     *
     * @param dexPath the list of jar/apk files containing classes and
     * resources, delimited by {@code File.pathSeparator}, which
     * defaults to {@code ":"} on Android
     * @param optimizedDirectory directory where optimized dex files
     * should be written; may be {@code null}
     * @param librarySearchPath the list of directories containing native
     * libraries, delimited by {@code File.pathSeparator}; may be
     * {@code null}
     * @param parent the parent class loader
     */
    public BaseDexClassLoader(String dexPath, File optimizedDirectory,
            String librarySearchPath, ClassLoader parent) {
        super(parent);
        this.pathList = new DexPathList(this, dexPath, librarySearchPath, optimizedDirectory);
    }
    

    (为了简单弄明白热修复的原理不做展开只介绍热修复简单原理)
    在这里有一个名为pathList的DexPathList对象,再看DexPathList的构造函数

    
    public DexPathList(ClassLoader definingContext, String dexPath,
            String librarySearchPath, File optimizedDirectory) {
    //省略部分代码
    //赋值类加载器
        this.definingContext = definingContext;
        // 将dex文件或压缩包中的信息保存到dexElements中
        this.dexElements = makeDexElements(splitDexPath(dexPath), optimizedDirectory, suppressedExceptions, definingContext);
       //省略部分代码
    }
    

    这里看到了咱们刚才提到的Dex的影子,再看makeDexElements方法

    /**
     * Makes an array of dex/resource path elements, one per element of
     * the given array.
     */
    private static Element[] makeDexElements(List<File> files, File optimizedDirectory,List<IOException> suppressedExceptions,ClassLoader loader) {
        return makeElements(files,optimizedDirectory,suppressedExceptions,false,loader);
    }
    是个重载,继续看看makeElements方法:
    private static Element[] makeElements(List<File> files, File optimizedDirectory,List<IOException> suppressedExceptions,boolean ignoreDexFiles,ClassLoader loader) {
    //实例化dex文件或者包含dex文件的的文件长度的Element数组
        Element[] elements = new Element[files.size()];
        int elementsPos = 0;
        /*
         * Open all files and load the (direct or contained) dex files
         * up front.
         */
        for (File file : files) {
            File zip = null;
            File dir = new File("");
            DexFile dex = null;
            String path = file.getPath();
            String name = file.getName();
     
        //省略部分代码
    //如果是dex文件
         if (name.endsWith(DEX_SUFFIX)) {
             dex = loadDexFile(file, optimizedDirectory, loader,elements); 
          } else {
    //如果是那些包含dex文件的压缩文件
           zip = file;
    dex = loadDexFile(file, optimizedDirectory, loader, elements);
                }
            } 
    //省略部分代码
        return elements;
    }
    

    代码不复杂就是将一个个的Dex来封装成Element,在返回来看DexClassLoader和PathClassLoader从BaseDexClassLoader继承过来的方法findCLass,

    
    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
       List<Throwable> suppressedExceptions = new ArrayList<Throwable>();
       Class c = pathList.findClass(name, suppressedExceptions);
       if (c == null) {
           ClassNotFoundException cnfe = new ClassNotFoundException("Didn't find class \"" + name + "\" on path: " + pathList);
           for (Throwable t : suppressedExceptions) {
               cnfe.addSuppressed(t);
           }
           throw cnfe;
       }
       return c;
    }
    

    看到了吗?pathList出现了,传入的是一个class 的name并返回了一个Class对象,现在开始追踪pathList的findClass方法,

    /**
    * Finds the named class in one of the dex files pointed at by
    * this instance. This will find the one in the earliest listed
    * path element. If the class is found but has not yet been
    * defined, then this method will define it in the defining
    * context that this instance was constructed with.
    *
    * @param name of class to find
    * @param suppressed exceptions encountered whilst finding the class
    * @return the named class or {@code null} if the class is not
    * found in any of the dex files
    */
    public Class findClass(String name, List<Throwable> suppressed) {
       for (Element element : dexElements) {
           DexFile dex = element.dexFile;
    
           if (dex != null) {
               Class clazz = dex.loadClassBinaryName(name, definingContext, suppressed);
               if (clazz != null) {
                   return clazz;
               }
           }
       }
       if (dexElementsSuppressedExceptions != null) {
           suppressed.addAll(Arrays.asList(dexElementsSuppressedExceptions));
       }
       return null;
    }
    
    

    看到了刚才说的Element的身影,pathList中的findClass方法会遍历当前ClassLoader中的Element,并将Element转换成Dex文件,Dex文件获取指定Class的对象,直到获取到对应的Class为止。
    了解了加载Class的流程后就不难解释热修复是怎么做的了,我们只需要将修复过的Dex文件放在存在Bug的Dex的前面就可以,因为双亲代理模式当一个Class被加载过了就不会再去加载而是从缓存中的获取。

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