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自己动手实现 Android App 插件化

Android插件化目前国内已经有很多开源的工程了,不过如果不实际开发一遍,很难掌握的很好。 下面是自己从0开始,结合目前开源的项目和博客,动手开发插件化方案。 按照需要插件...

Android插件化目前国内已经有很多开源的工程了,不过如果不实际开发一遍,很难掌握的很好。

下面是自己从0开始,结合目前开源的项目和博客,动手开发插件化方案。

按照需要插件化主要解决下面的几种问题:

1. 代码的加载

(1) 要解决纯Java代码的加载

(2) Android组件加载,如Activity、Service、Broadcast Receiver、ContentProvider,因为它们是有生命周期的,所以要特殊处理

(3) Android Native代码的加载

(4) Android 特殊控件的处理,如Notification等

2. 资源加载

不同插件的资源如何管理,是公用一套还是插件独立管理?

因为在Android中访问资源,都是通过R. 实现的,

下面就一步步解决上面的问题

1. 纯Java代码的加载

主要就是通过ClassLoader、更改DexElements将插件的路径添加到原来的数组中。

详细的分析可以参考我转载的一篇文章,因为感觉原贴命名和结构有点乱,所以转载记录下。

https://my.oschina.net/android520/blog/794715

Android提供DexClassLoader和PathClassLoader,都继承BaseDexClassLoader,只是构造方法的参数不一样,即optdex的路径不一样,源码如下

// DexClassLoader.java
public class DexClassLoader extends BaseDexClassLoader {
    public DexClassLoader(String dexPath, String optimizedDirectory,
            String libraryPath, ClassLoader parent) {
        super(dexPath, new File(optimizedDirectory), libraryPath, parent);
    }
}

// PathClassLoader.java
public class PathClassLoader extends BaseDexClassLoader {
    public PathClassLoader(String dexPath, ClassLoader parent) {
        super(dexPath, null, null, parent);
    }

    public PathClassLoader(String dexPath, String libraryPath,
            ClassLoader parent) {
        super(dexPath, null, libraryPath, parent);
    }
}

其中,optimizedDirectory是用来存储opt后的dex目录,必须是内部存储路径。

DexClassLoader可以加载外部的dex或apk,只要opt的路径通过参数设置一个内部存储路径即可。

PathClassLoader只能加载已安装的apk,因为opt路径会使用默认的dex路径,外部的不可以。

下面介绍下如何通过DexClassLoader实现加载Java代码,参考Nuwa

这种方式类似于热修复,如果插件和宿主代码有相互访问,则需要在打包中使用插桩技术实现。

public static boolean injectDexAtFirst(String dexPath, String dexOptPath) {

    // 获取系统的dexElements
    Object baseDexElements = getDexElements(getPathList(getPathClassLoader()));

    // 获取patch的dexElements
    DexClassLoader patchDexClassLoader = new DexClassLoader(dexPath, dexOptPath, dexPath, getPathClassLoader());
    Object patchDexElements = getDexElements(getPathList(patchDexClassLoader));

    // 组合最新的dexElements
    Object allDexElements = combineArray(patchDexElements, baseDexElements);

    // 将最新的dexElements添加到系统的classLoader中
    Object pathList = getPathList(getPathClassLoader());
    FieldUtils.writeField(pathList, "dexElements", allDexElements);
}

public static ClassLoader getPathClassLoader() {
    return DexUtils.class.getClassLoader();
}

/**
 * 反射调用getPathList方法,获取数据
 * @param classLoader
 * @return
 * @throws ClassNotFoundException
 * @throws NoSuchFieldException
 * @throws IllegalAccessException
 */
public static Object getPathList(ClassLoader classLoader) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
    return FieldUtils.readField(classLoader, "pathList");
}

/**
 * 反射调用pathList对象的dexElements数据
 * @param pathList
 * @return
 * @throws NoSuchFieldException
 * @throws IllegalAccessException
 */
public static Object getDexElements(Object pathList) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
    LogUtils.d("Reflect To Get DexElements");
    return FieldUtils.readField(pathList, "dexElements");
}

/**
 * 拼接dexElements,将patch的dex插入到原来dex的头部
 * @param firstElement
 * @param secondElement
 * @return
 */
public static Object combineArray(Object firstElement, Object secondElement) {

    LogUtils.d("Combine DexElements");

    // 取得一个数组的Class对象, 如果对象是数组,getClass只能返回数组类型,而getComponentType可以返回数组的实际类型
    Class objTypeClass = firstElement.getClass().getComponentType();

    int firstArrayLen = Array.getLength(firstElement);
    int secondArrayLen = Array.getLength(secondElement);
    int allArrayLen = firstArrayLen + secondArrayLen;

    Object allObject = Array.newInstance(objTypeClass, allArrayLen);
    for (int i = 0; i < allArrayLen; i++) {
        if (i < firstArrayLen) {
            Array.set(allObject, i, Array.get(firstElement, i));
        } else {
            Array.set(allObject, i, Array.get(secondElement, i - firstArrayLen));
        }
    }
    return allObject;
}

使用上面的方式启动的Activity,是有生命周期的,应该是使用系统默认的创建Activity方式,而不是自己new Activity对象,所以打开的Activity生命周期正常。

但是上面的方式,必须保证Activity在宿主AndroidManifest.xml中注册。

2. 下面介绍下如何加载未注册的Activity功能

Activity的加载原理参考 https://my.oschina.net/android520/blog/795599

主要通过Hook系统的IActivityManager完成

3. 资源加载

资源访问都是通过R.方式,实际上Android会生成一个0x7f******格式的int常量值,关联对应的资源。

如果资源有更改,如layout、id、drawable等变化,会重新生成R.java内容,int常量值也会变化。

因为插件中的资源没有参与宿主程序的资源编译,所以无法通过R.进行访问。

具体原理参照 https://my.oschina.net/android520/blog/796346

使用addAssetPath方式将插件路径添加到宿主程序后,因为插件是独立打包的,所以资源id也是从1开始,而宿主程序也是从1开始,可能会导致插件和宿主资源冲突,系统加载资源时以最新找到的资源为准,所以无法保证界面展示的是宿主的,还是插件的。

针对这种方式,可以在打包时,更改每个插件的资源id生成的范围,可以参考public.xml介绍。

代码参考Amigo

public static void loadPatchResources(Context context, String apkPath) throws Exception {
    AssetManager newAssetManager = AssetManager.class.newInstance();
    invokeMethod(newAssetManager, "addAssetPath", apkPath);
    invokeMethod(newAssetManager, "ensureStringBlocks");
    replaceAssetManager(context, newAssetManager);
}

private static void replaceAssetManager(Context context, AssetManager newAssetManager)
            throws Exception {
    Collection<WeakReference<Resources>> references;
    if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.KITKAT) {
        Class<?> resourcesManagerClass = Class.forName("android.app.ResourcesManager");
        Object resourcesManager = invokeStaticMethod(resourcesManagerClass, "getInstance");

        if (getField(resourcesManagerClass, "mActiveResources") != null) {
            ArrayMap<?, WeakReference<Resources>> arrayMap =
                        (ArrayMap) readField(resourcesManager, "mActiveResources", true);
            references = arrayMap.values();
        } else {
            references = (Collection) readField(resourcesManager, "mResourceReferences", true);
        }
    } else {
        HashMap<?, WeakReference<Resources>> map =
                    (HashMap) readField(ActivityThreadCompat.instance(), "mActiveResources", true);
        references = map.values();
    }

    AssetManager assetManager = context != null ? context.getAssets() : null;
    for (WeakReference<Resources> wr : references) {
        Resources resources = wr.get();
        if (resources == null) continue;

        try {
            writeField(resources, "mAssets", newAssetManager);
            originalAssetManager = assetManager;
        } catch (Throwable ignore) {
            Object resourceImpl = readField(resources, "mResourcesImpl", true);
            writeField(resourceImpl, "mAssets", newAssetManager);
        }

        resources.updateConfiguration(resources.getConfiguration(),
                    resources.getDisplayMetrics());
    }

    if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP) {
        for (WeakReference<Resources> wr : references) {
            Resources resources = wr.get();
            if (resources == null) continue;

            // android.util.Pools$SynchronizedPool<TypedArray>
            Object typedArrayPool = readField(resources, "mTypedArrayPool", true);

            // Clear all the pools
            while (invokeMethod(typedArrayPool, "acquire") != null) ;
        }
    }
}

来自:https://my.oschina.net/android520/blog/796350