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AndFix与Nuwa对比

Nuwa是另一个热补丁框架，原理是基于QQ空间团队提出的安卓App热补丁动态修复技术介绍。
与Nuwa相比，AndFix有一下优点：

1、不需要重启APP即可应用补丁。
2、安全性更好，Nuwa后面的版本应该也会加上安全方面的内容。

但是也有缺点

1、无法添加类和字段
2、Nuwa成功率高

线上程序出现bug，必须要有妙手回春的本事，想成为一名Andorid高工，这是必备技能。
Android 热补丁动态修复框架小结
Android热补丁动态修复技术系列
安卓App热补丁动态修复技术介绍

现在市面上热修复框架很多，以下是常见的四种。

	Tinker	QZone	AndFix	Dexposed
类替换	yes	yes	no	no
So替换	yes	no	no	no
资源替换	yes	yes	no	no
全平台支持	yes	yes	yes	no
即时生效	no	no	yes	yes
性能损耗	较小	较大	较小	较小
补丁包大小	较小	较大	一般	一般
开发透明	yes	yes	no	no
复杂度	较低	较低	复杂	复杂
gradle支持	yes	no	no	no
接口文档	丰富	较少	一般	较少
Rom体积	Dalvik较大	较小	较小	较小
成功率	较高	最高	一般	一般

总的来说:

Dexposed无法支持全平台，并不适合应用到商业产品中。
AndFix作为native解决方案，首先面临的是稳定性与兼容性问题，更重要的是它无法实现类替换，它是需要大量额外的开发成本的。
QZone方案主要问题是插桩带来Dalvik的性能问题，以及为了解决Art下内存地址问题而导致补丁包急速增大的。
Tinker热补丁方案不仅支持类、So以及资源的替换，它还是2.X－7.X的全平台支持。它无需插桩，补丁大小也远远小于其他方案。Tinker已运行在微信的数亿Android设备上。

下面这个项目是一个基于热修复框架Tinker的Demo，并总结了一些常见的问题。

tinker.gif

项目地址https://github.com/xinghongfei/Hello-Tinker

1.背景

当一个App发布之后，突然发现了一个严重bug需要进行紧急修复，这时候公司各方就会忙得焦头烂额：重新打包App、测试、向各个应用市场和渠道换包、提示用户升级、用户下载、覆盖安装。有时候仅仅是为了修改了一行代码，也要付出巨大的成本进行换包和重新发布。

这时候就提出一个问题：有没有办法以补丁的方式动态修复紧急Bug，不再需要重新发布App，不再需要用户重新下载，覆盖安装？

虽然Android系统并没有提供这个技术，但是很幸运的告诉大家，答案是：可以，我们QQ空间提出了热补丁动态修复技术来解决以上这些问题。

2.实际案例

空间Android独立版5.2发布后，收到用户反馈，结合版无法跳转到独立版的访客界面，每天都较大的反馈。在以前只能紧急换包，重新发布。成本非常高，也影响用户的口碑。最终决定使用热补丁动态修复技术，向用户下发Patch，在用户无感知的情况下，修复了外网问题，取得非常好的效果。

3.解决方案

该方案基于的是android dex分包方案的，关于dex分包方案，网上有几篇解释了，所以这里就不再赘述，具体可以看这里https://m.oschina.net/blog/308583。

简单的概括一下，就是把多个dex文件塞入到app的classloader之中，但是android dex拆包方案中的类是没有重复的，如果classes.dex和classes1.dex中有重复的类，当用到这个重复的类的时候，系统会选择哪个类进行加载呢？

让我们来看看类加载的代码：

一个ClassLoader可以包含多个dex文件，每个dex文件是一个Element，多个dex文件排列成一个有序的数组dexElements，当找类的时候，会按顺序遍历dex文件，然后从当前遍历的dex文件中找类，如果找类则返回，如果找不到从下一个dex文件继续查找。

理论上，如果在不同的dex中有相同的类存在，那么会优先选择排在前面的dex文件的类，如下图：

在此基础上，我们构想了热补丁的方案，把有问题的类打包到一个dex（patch.dex）中去，然后把这个dex插入到Elements的最前面，如下图：

好，该方案基于第二个拆分dex的方案，方案实现如果懂拆分dex的原理的话，大家应该很快就会实现该方案，如果没有拆分dex的项目的话，可以参考一下谷歌的multidex方案实现。然后在插入数组的时候，把补丁包插入到最前面去。

好，看似问题很简单，轻松的搞定了，让我们来试验一下，修改某个类，然后打包成dex，插入到classloader，当加载类的时候出现了（本例中是QzoneActivityManager要被替换）：

为什么会出现以上问题呢？

从log的意思上来讲，ModuleManager引用了QzoneActivityManager，但是发现这这两个类所在的dex不在一起，其中：

1. ModuleManager在classes.dex中

2. QzoneActivityManager在patch.dex中

结果发生了错误。

这里有个问题,拆分dex的很多类都不是在同一个dex内的,怎么没有问题?

让我们搜索一下抛出错误的代码所在，嘿咻嘿咻，找到了一下代码：

从代码上来看，如果两个相关联的类在不同的dex中就会报错，但是拆分dex没有报错这是为什么，原来这个校验的前提是：

如果引用者（也就是ModuleManager）这个类被打上了CLASS_ISPREVERIFIED标志，那么就会进行dex的校验。那么这个标志是什么时候被打上去的？让我们在继续搜索一下代码，嘿咻嘿咻~~，在DexPrepare.cpp找到了一下代码：

这段代码是dex转化成odex(dexopt)的代码中的一段，我们知道当一个apk在安装的时候，apk中的classes.dex会被虚拟机(dexopt)优化成odex文件，然后才会拿去执行。
虚拟机在启动的时候，会有许多的启动参数，其中一项就是verify选项，当verify选项被打开的时候，上面doVerify变量为true，那么就会执行dvmVerifyClass进行类的校验，如果dvmVerifyClass校验类成功，那么这个类会被打上CLASS_ISPREVERIFIED的标志，那么具体的校验过程是什么样子的呢？

此代码在DexVerify.cpp中，如下：

1. 验证clazz->directMethods方法，directMethods包含了以下方法：

1. static方法

2. private方法

3. 构造函数

2.clazz->virtualMethods

1. 虚函数=override方法?

概括一下就是如果以上方法中直接引用到的类（第一层级关系，不会进行递归搜索）和clazz都在同一个dex中的话，那么这个类就会被打上CLASS_ISPREVERIFIED：

所以为了实现补丁方案，所以必须从这些方法中入手，防止类被打上CLASS_ISPREVERIFIED标志。

最终空间的方案是往所有类的构造函数里面插入了一段代码，代码如下：

if (ClassVerifier.PREVENT_VERIFY) {

System.out.println(AntilazyLoad.class);

}

其中AntilazyLoad类会被打包成单独的hack.dex，这样当安装apk的时候，classes.dex内的类都会引用一个在不相同dex中的AntilazyLoad类，这样就防止了类被打上CLASS_ISPREVERIFIED的标志了，只要没被打上这个标志的类都可以进行打补丁操作。

然后在应用启动的时候加载进来.AntilazyLoad类所在的dex包必须被先加载进来,不然AntilazyLoad类会被标记为不存在，即使后续加载了hack.dex包，那么他也是不存在的，这样屏幕就会出现茫茫多的类AntilazyLoad找不到的log。

所以Application作为应用的入口不能插入这段代码。（因为载入hack.dex的代码是在Application中onCreate中执行的，如果在Application的构造函数里面插入了这段代码，那么就是在hack.dex加载之前就使用该类，该类一次找不到，会被永远的打上找不到的标志)

其中:

之所以选择构造函数是因为他不增加方法数，一个类即使没有显式的构造函数，也会有一个隐式的默认构造函数。

空间使用的是在字节码插入代码,而不是源代码插入，使用的是javaassist库来进行字节码插入的。

隐患:

虚拟机在安装期间为类打上CLASS_ISPREVERIFIED标志是为了提高性能的，我们强制防止类被打上标志是否会影响性能？这里我们会做一下更加详细的性能测试．但是在大项目中拆分dex的问题已经比较严重，很多类都没有被打上这个标志。

如何打包补丁包：

１. 空间在正式版本发布的时候，会生成一份缓存文件，里面记录了所有class文件的md5，还有一份mapping混淆文件。

２. 在后续的版本中使用-applymapping选项，应用正式版本的mapping文件，然后计算编译完成后的class文件的md5和正式版本进行比较，把不相同的class文件打包成补丁包。

备注:该方案现在也应用到我们的编译过程当中,编译不需要重新打包dex,只需要把修改过的类的class文件打包成patch dex,然后放到sdcard下,那么就会让改变的代码生效。

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