自己動手實現 Android App 插件化

qoes4901 8年前發布 | 11K 次閱讀安卓開發 Android開發移動開發

Android插件化目前國內已經有很多開源的工程了，不過如果不實際開發一遍，很難掌握的很好。

下面是自己從0開始，結合目前開源的項目和博客，動手開發插件化方案。

按照需要插件化主要解決下面的幾種問題：

1. 代碼的加載

(1) 要解決純Java代碼的加載

(2) Android組件加載，如Activity、Service、Broadcast Receiver、ContentProvider，因為它們是有生命周期的，所以要特殊處理

(3) Android Native代碼的加載

(4) Android 特殊控件的處理，如Notification等

2. 資源加載

不同插件的資源如何管理，是公用一套還是插件獨立管理？

因為在Android中訪問資源，都是通過R. 實現的，

下面就一步步解決上面的問題

1. 純Java代碼的加載

主要就是通過ClassLoader、更改DexElements將插件的路徑添加到原來的數組中。

詳細的分析可以參考我轉載的一篇文章，因為感覺原貼命名和結構有點亂，所以轉載記錄下。

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

Android提供DexClassLoader和PathClassLoader，都繼承BaseDexClassLoader，只是構造方法的參數不一樣，即optdex的路徑不一樣，源碼如下

// 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是用來存儲opt后的dex目錄，必須是內部存儲路徑。

DexClassLoader可以加載外部的dex或apk，只要opt的路徑通過參數設置一個內部存儲路徑即可。

PathClassLoader只能加載已安裝的apk，因為opt路徑會使用默認的dex路徑，外部的不可以。

下面介紹下如何通過DexClassLoader實現加載Java代碼，參考Nuwa

這種方式類似于熱修復，如果插件和宿主代碼有相互訪問，則需要在打包中使用插樁技術實現。

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

    // 獲取系統的dexElements
    Object baseDexElements = getDexElements(getPathList(getPathClassLoader()));

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

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

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

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

/**
 * 反射調用getPathList方法，獲取數據
 * @param classLoader
 * @return
 * @throws ClassNotFoundException
 * @throws NoSuchFieldException
 * @throws IllegalAccessException
 */
public static Object getPathList(ClassLoader classLoader) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
    return FieldUtils.readField(classLoader, "pathList");
}

/**
 * 反射調用pathList對象的dexElements數據
 * @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，將patch的dex插入到原來dex的頭部
 * @param firstElement
 * @param secondElement
 * @return
 */
public static Object combineArray(Object firstElement, Object secondElement) {

    LogUtils.d("Combine DexElements");

    // 取得一個數組的Class對象, 如果對象是數組，getClass只能返回數組類型，而getComponentType可以返回數組的實際類型
    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;
}

使用上面的方式啟動的Activity，是有生命周期的，應該是使用系統默認的創建Activity方式，而不是自己new Activity對象，所以打開的Activity生命周期正常。

但是上面的方式，必須保證Activity在宿主AndroidManifest.xml中注冊。

2. 下面介紹下如何加載未注冊的Activity功能

Activity的加載原理參考 https://my.oschina.net/android520/blog/795599

主要通過Hook系統的IActivityManager完成

3. 資源加載

資源訪問都是通過R.方式，實際上Android會生成一個0x7f******格式的int常量值，關聯對應的資源。

如果資源有更改，如layout、id、drawable等變化，會重新生成R.java內容，int常量值也會變化。

因為插件中的資源沒有參與宿主程序的資源編譯，所以無法通過R.進行訪問。

具體原理參照 https://my.oschina.net/android520/blog/796346

使用addAssetPath方式將插件路徑添加到宿主程序后，因為插件是獨立打包的，所以資源id也是從1開始，而宿主程序也是從1開始，可能會導致插件和宿主資源沖突，系統加載資源時以最新找到的資源為準，所以無法保證界面展示的是宿主的，還是插件的。

針對這種方式，可以在打包時，更改每個插件的資源id生成的范圍，可以參考public.xml介紹。

代碼參考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) ;
        }
    }
}

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

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