Android热更新

组件化

组件化和模块化其实一回事，都是拆分多个 module 进行开发，组件化的叫法更偏向封装系统功能，比如统一对话框封装，网络封装等，而模块化叫法更偏向业务方面，比如登录模块等。

插件化

App 的部分功能模块在打包的时候不以传统的方式打包进 apk 中，而是另一种方式封装到apk 内部，或者放在网络上适时下载，在需要的时候动态对这些功能模块进行加载，称之为插件化。

这些单独二次封装的功能模块 apk，称为插件，初始安装的 apk 称为宿主。

插件化基础是反射。

反射

Java 提供了关键字 public、private 用来限制代码之间的可见性，但又提供了反射来访问不可见方法。

可见特性的支持并不是为了保护代码不被别人使用，而是为了程序开发的简洁性。可见性的的支持提供的是 Safety 的安全，而不是 Security 的安全。可见性的支持是让程序的开发者不容易写出 bug ，而不是更容易外部被入侵。

反射的支持可以让开发者在可见性的不对外的时候，突破可见性的限制来调用自己需要的 API.

反射的使用：

package com.reflect.utils;
class Utils {private Utils(){}private int method(int a) {System.out.println("Utils.method打印了... a:" + a);return 10;}
}// 通过反射调用 Utils 中的方法
try {Class utilsClass = Class.forName("com.reflect.utils.Utils");// Utils.classConstructor constructor = utilsClass.getDeclaredConstructor();constructor.setAccessible(true);// 构造方法设置为可以访问Object utilsObj = constructor.newInstance();Method method = utilsClass.getDeclaredMethod("method", int.class);method.setAccessible(true);// 方法设置为可访问Object result = method.invoke(utilsObj, 1);System.out.println(result);
} catch (NoSuchMethodException e) {e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {e.printStackTrace();
} catch (InvocationTargetException e) {e.printStackTrace();
} catch (InstantiationException e) {e.printStackTrace();
} catch (ClassNotFoundException e) {e.printStackTrace();
}

DEX

class：java 编译后的文件，每一个类对应一个 class 文件。

dex：Dalvik Executable 把 class 打包到一起，一个 dex 可以包含多个 class 文件。

odex：Optimized DEX 针对系统的优化，例如某个方法的调用指令，会把虚拟机的调用转换为使用具体的 index，这样在执行的就不用再查找了。

oat：Optimized Android file Type，使用 AOT（Ahead-Of-Time compilation预先编译）策略对 dex 预先编译成本地指令，这样在运行阶段就不需要再经历一次解释过程。

插件化原理

动态加载，通过自定义 ClassLoader 来加载新的 dex 文件，从而让程序员原本没有的类可以被使用。

private void pluginLoad() {File pluginApk = new File(getFilesDir() + "/plugin.apk");AssetManager assets = getAssets();try(Source source = Okio.source(assets.open("plugin.apk"));BufferedSink sink = Okio.buffer(Okio.sink(pluginApk))) {sink.writeAll(source);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}// 调用 plugin.apk 中的方法DexClassLoader classLoader = new DexClassLoader(pluginApk.getAbsolutePath(),getCodeCacheDir().getPath(),null,null);try {Class<?> utilClass = classLoader.loadClass("com.chen.hotfix.utils.Utils");Constructor<?> constructor = utilClass.getDeclaredConstructors()[0];constructor.setAccessible(true);Object utilObj = constructor.newInstance();Method getNameMethod = utilClass.getDeclaredMethod("getName");getNameMethod.setAccessible(true);Object name = getNameMethod.invoke(utilObj);Log.e("TAG", "name:" + name);} catch (ClassNotFoundException| InvocationTargetException| IllegalAccessException| InstantiationException| NoSuchMethodException e) {e.printStackTrace();}
}

插件化和热更新

插件化的内容在原 App 中没有，而热更新是原 App 中的内容做了改动
插件化在代码中有固定的入口，而热更新则可能改变了任何有一个位置的代码

热更新的原理

ClassLoader 的 dex 文件的替换，直接修改字节码

类加载过程

双亲委托机制，是一个带缓存的，从上到下（从父到子）的加载过程。

//ClassLoader.java
protected synchronized Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException {// 首先判断该类型是否已经被加载Class c = findLoadedClass(name);if (c == null) {//如果没有被加载，就委托给父类加载或者委派给启动类加载器加载try {if (parent != null) {//如果存在父类加载器，就委派给父类加载器加载c = parent.loadClass(name, false);} else {//如果不存在父类加载器，就检查是否是由启动类加载器加载的类，通过调用本地方法native Class findBootstrapClass(String name)c = findBootstrapClass0(name);}} catch (ClassNotFoundException e) {// 如果父类加载器和启动类加载器都不能完成加载任务，才调用自身的加载功能c = findClass(name);}}if (resolve) {resolveClass(c);}return c;
}

对于一个具体的 ClassLoader，先从自己的缓存中取，自己缓存中没有，就找父 ClassLoader 要（parent.loadClass()），父 View 也没有，就自己加载。（父View的加载流程和自己是一样的）

BaseDexClassLoader 的 findClass() 是通过它的 pathList.findClass()，它的 pathList.loadClass() 通过 DexPathList 的 dexElements 的 findClass()，所以热更新的关键在于，把补丁 dex 文件加载放进一个 Element，并且插入到 dexElements 这个数组的前面。

手写热更新

因为无法在更新之前就指定要更新谁，所以不能定义新的 ClassLoader，而只能选择对 ClassLoader 进行修改，让它能够加载补丁里面的类。

因为补丁中的类在之前的应用中已经存在，所以应该把补丁中的 Element 对象插入到 dexElements 的前面才行，插入到后面会被忽略掉。

具体的做法：

用补丁创建一个 PathClassLoader
把补丁 PathClassLoader 里面的 elements 插入到旧的 dexElements 前面去

尽早加载热更新，通常是把加载过程放在 Application.attachBaseContext()
热更新下载完之后需要先杀死程序才能让补丁生效
用 d8 把指定的 class 打包进 dex

sample

HotfixApplication

public class HotfixApplication extends Application {@Overridepublic void onCreate() {super.onCreate();}@Overrideprotected void attachBaseContext(Context base) {super.attachBaseContext(base);// 通过反射将dex的dexElements插入到应用的dexElements前面，使热更新(hotfix.dex)生效File hotfixDex = new File(getFilesDir() + "/hotfix.dex");if (hotfixDex.exists()) {try {// originalLoader.pathList.dexElements = classLoader.pathList.dexElements;// originalLoader.pathList.dexElements += classLoader.pathList.dexElements;ClassLoader originalClassLoader = getClassLoader();// App的ClassLoaderDexClassLoader newClassLoader = new DexClassLoader(hotfixDex.getPath(),getCodeCacheDir().getPath(), null, null);// dex的ClassLoaderClass<BaseDexClassLoader> loaderClass = BaseDexClassLoader.class;Field pathListField = loaderClass.getDeclaredField("pathList");pathListField.setAccessible(true);Object pathListObj = pathListField.get(newClassLoader);Class<?> pathListClass = pathListObj.getClass();Field dexElementsField = pathListClass.getDeclaredField("dexElements");dexElementsField.setAccessible(true);Object dexElementsObj = dexElementsField.get(pathListObj);Object originalPathListObj = pathListField.get(originalClassLoader);Object originalDexElementsObj = dexElementsField.get(originalPathListObj);int originalLength = Array.getLength(originalDexElementsObj);int newLength = Array.getLength(dexElementsObj);Object concatDexElementsObject = Array.newInstance(dexElementsObj.getClass().getComponentType(), originalLength + newLength);for (int i = 0; i < newLength; i++) {Array.set(concatDexElementsObject, i, Array.get(dexElementsObj, i));}for (int i = 0; i < originalLength; i++) {Array.set(concatDexElementsObject, newLength + i, Array.get(originalDexElementsObj, i));}dexElementsField.set(originalPathListObj, concatDexElementsObject);} catch (NoSuchFieldException | IllegalAccessException e) {e.printStackTrace();}}}}

下载热更新包

private void hotfixLoad() {File hotfixDex = new File(getFilesDir() + "/hotfix.dex");AssetManager assets = getAssets();try (Source source = Okio.source(assets.open("hotfix.dex"));//TODO 需要从网络下载hotfix.dexBufferedSink sink = Okio.buffer(Okio.sink(hotfixDex))) {sink.writeAll(source);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}android.os.Process.killProcess(android.os.Process.myPid());// 重启生效
}