Android應用程序插件化研究之DexClassLoader

最近在研究Android應用的插件化開發，看了好幾個相關的開源項目。插件化都是在解決以下幾個問題：

• 如何把插件apk中的代碼和資源加載到當前虛擬機。
• 如何把插件apk中的四大組件注冊到進程中。
• 如何防止插件apk中的資源和宿主apk中的資源引用沖突。

就這幾個問題，我開始研究插件化開發實現的相關技術，本篇文章主要講第一點：如何加載另一個apk中的class。我們要把一個包含class文件的jar加載到java虛擬機中，需要使用ClassLoader這個類。Android的編譯系統中對class文件進行了進一步的處理：最后變成 .dex文件，.dex文件包含在apk中，google提供了一個類來加載.dex文件，這個類就是DexClassLoader，它繼承自ClassLoader。本篇的重點是寫一個例子來說明DexClassLoader的用法。先來熟悉下DexClassLoader。

DexClassLoader介紹

創建一個插件apk工程module：apkbeloaded

package com.dexclassdemo.liuguangli.apkbeloaded;
import java.util.ArrayList;
/**


Created by liuguangli on 16/2/13.
*/
public class Registry {
 public static ArrayList<Class<?>> _classes = new ArrayList<Class<?>>();
 static{

 _classes.add(ClassToBeImported.class);
 //more classes here

}
}</pre>
這個類中個只有一個成員變量_classes，集合引用ClassToBeImported.class。
ClassToBeImported：
package com.dexclassdemo.liuguangli.apkbeloaded;
import android.util.Log;
/**


Created by liuguangli on 16/2/13.
*/
public class ClassToBeImported {
 public static ClassLoader method(){

 Log.v("ClassToBeImported", "called method of class " + ClassToBeImported.class.getName());
 return ClassToBeImported.class.getClassLoader();

}
}</pre>
我們會演示這個方法如何在宿主中被調用的，并且我們可以跟蹤這個類的類加載器。我們編譯這個工程得到的ask文件為：apkbeloaded-debug.apk。 
創建一個宿主apk工程 
我把宿主包名命名為：dexclassloaderdemo。我們在assets目錄下創建一個目錄plugins,然后把apkbeloaded-debug.apk拷貝到該目錄下。在MainActivity中創建一個方法為：loadDexClasses
public  void loadDexClassses() {


 if (android.os.Build.VERSION.SDK_INT < android.os.Build.VERSION_CODES.ICE_CREAM_SANDWICH) {
     Log.v("loadDexClassses", "LoadDexClasses is only available for ICS or up");
 }
 String paths[] = null;
 try {
     paths = getAssets().list("plugins");
 } catch (IOException e) {
     e.printStackTrace();
 }
 if (paths == null) {
     Log.v("loadlDexClasses", "There was no " + paths);
     return;
 }
 Log.v("loadDexClasses", "Dex Preparing to loadDexClasses!");
 for (String file : paths) {
   //接下來完善
 }

}</pre>
我們從getAssets的plugins中讀取文件列表，然后打算逐個加載（當然本例子中只有一個）。注意，我們不能直接從asserts目錄中加載apk（asserts不是一個文件系統目錄，只是apk的一個資源目錄），先來寫一個從assert目錄中拷貝apk到一個文件目錄下：copyAssetsApkToFile（本例中拷貝到sdcard，實際開發中最好拷貝到私有目錄，防止被注入）。
public void copyAssetsApkToFile(Context context, String src, String des) {


 try {
     InputStream is = context.getAssets().open(src);
     FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File(des));
     byte[] buffer = new byte[1024];
     while (true) {
         int len = is.read(buffer);
         if (len == -1) {
             break;
         }
         fos.write(buffer, 0, len);
     }
     is.close();
     fos.close();
 } catch (Exception e) {
     e.printStackTrace();
 }

}</pre>
下面我們來完善核心代碼：
for (String file : paths) {


     File pluginDir  = Environment.getExternalStorageDirectory();
     pluginDir.mkdirs();
     String desDir = pluginDir.getAbsolutePath();
     String des = desDir + "/" + "apkbeloaded-debug.apk";
     File desFile = new File(des);
     File optimizedDirectory = this.getDir(OPT_DIR, Context.MODE_PRIVATE);
     if (!desFile.exists()){
         copyAssetsApkToFile(this, "plugins/"+file, des);
     }
     final DexClassLoader classloader = new DexClassLoader(
             des, optimizedDirectory.getAbsolutePath(),
             "data/local/tmp/natives/",
             ClassLoader.getSystemClassLoader());

     Log.v("loadDexClasses", "Searching for class : "
             + "com.registry.Registry");
     try {
         Class<?> classToLoad = (Class<?>)   classloader.loadClass("com.dexclassdemo.liuguangli.apkbeloaded.Registry");

         Field classesField = classToLoad.getDeclaredField("_classes");

         ArrayList<Class<?>> classes = null;

         classes = (ArrayList<Class<?>>) classesField.get(null);
         for (Class<?> cls : classes) {
             Log.v("loadDexClasses", "Class loaded " + cls.getName());
             if (cls.getName().contains("ClassToBeImported")) {
                 Method m = cls.getMethod("method");
                 ClassLoader xb = (ClassLoader) m.invoke(null);
                 if (xb.equals(ClassLoader.getSystemClassLoader()))
                     Log.v("loadDexClasses", "Same ClassLoader");
                 else
                     Log.v("loadDexClasses", "Different ClassLoader");
                 Log.v("loadDexClasses", xb.toString());
             }

         }
     } catch (IllegalAccessException e) {
         e.printStackTrace();
     } catch (ClassNotFoundException e) {
         e.printStackTrace();
     } catch (NoSuchFieldException e) {
         e.printStackTrace();
     } catch (NoSuchMethodException e) {
         e.printStackTrace();
     } catch (InvocationTargetException e) {
         e.printStackTrace();
     }



    }</pre> 

Demo源碼
 下載源碼： https://github.com/liuguangli/DexClassLoaderDemo 
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