安卓之插件化開發使用 DexClassLoader&AssetManager 來更換皮膚

dangdang 7年前發布 | 5K 次閱讀安卓開發 Android開發移動開發

這篇文章主要使用DexClassLoader來實現插件化更換皮膚，即將皮膚獨立出來做成一個皮膚插件apk，當用戶想使用該皮膚時需下載（不需要安裝）對應的皮膚插件apk

效果圖

【為方便測試，主要通過改變背景圖來簡單地展示皮膚更換】

一、DexClassLoader

如果使用DexClassLoader來實現插件化皮膚更換，我們需要去下載(不需安裝)我們的皮膚插件apk：

DexClassLoader 可以加載外部的 apk、jar 或 dex文件，并且會在指定的 outpath 路徑存放其 dex 文件。
構造函數：

DexClassLoader(String dexPath, String optimizedDirectory, String libraryPath, ClassLoader parent)

dexPath:需被解壓的apk路徑，不能為空。

optimizedDirectory：解壓后的.dex文件的存儲路徑，不能為空。這個路徑強烈建議使用應用程序的私有路徑，不要放到sdcard上，否則代碼容易被注入攻擊。

libraryPath：c/c++庫的路徑，可以為null，若有相關庫，須填寫。

parent：父親加載器，一般為context.getClassLoader(),使用當前上下文的類加載器。
下面為什么要使用到擴展DexClassLoader？：

這里使用DexClassLoader是為了加載 插件apk 中的dex文件，加載dex文件后系統就可以在dex中找到我們要使用的class類R.java，在R.java中包含著資源等的id，通過id我們可以獲取到資源。

二、主應用apk的邏輯

為了方便測試，我們將插件apk存放在SD卡中，主應用apk再去獲取。所以在主應用中需要讀寫SD卡內容的權限：

<uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE"/>
<uses-permission android:name="android.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE"/>

使用SharedPreferences來記錄皮膚的改變：

SharedPreferences skinType； 

skinType = getPreferences(Context.MODE_PRIVATE);
String skin = skinType.getString("skin",null);

if(skin!=null) installSkin(skin);

按鈕點擊事件的響應：

public void changeSkin1(View view) {
    installSkin("dog");
}

public void changeSkin2(View view) {
    installSkin("girl");
}

所以我們更好皮膚的重點在 installSkin 函數中：

public void installSkin(String skinName) {

    // 通過皮膚名字查找皮膚apk是否存在，這里需要注意皮膚apk的命名
    // 存在則返回路徑，否則返回null
    String apkPath = findPlugins(skinName);

    if (apkPath == null) {
        // 皮膚不存在時（可以靜默下載皮膚）
        Toast.makeText(this, "請先安裝皮膚", Toast.LENGTH_SHORT).show();

        // 皮膚插件被刪除的情況，清空存儲
        if (skinType.getString("skin", skinName).equals(skinName))
            skinType.edit().clear().commit();

    } else {
         // 皮膚apk存在，獲取其包名。注意包名與皮膚名的關系
         String apkPackageName = "com.cxmscb.cxm."+skinName;

        /**
        *通常我們獲取Resoueces對象使用的是context.getResources
        *但我們無法獲取皮膚apk的context（因為皮膚apk沒有安裝）
        *在這里通過獲取加載插件apk的AssetManager來獲取插件apk的Reources對象
        */
        Resources resources = getSkinApkResource(this,apkPath);

        // 獲取背景圖片的id
        int bgId = getSkinBackgroundId(apkPath,skinName,apkPackageName);

        //通過插件的Resources對象和id獲取背景圖片
        rl.setBackgroundDrawable(resources.getDrawable(bgId));

        //保存記錄
        skinType.edit().putString("skin",skinName).commit();

    }
}

上面我們是通過findPlugins(String plugName)來查找皮膚插件apk是否存在:

private String findPlugins(String plugName) {

    String apkPath = null;

    // 獲取apk的路徑 （為方便測試：將apk存放在SD卡的根目錄下）
    apkPath = Environment.getExternalStorageDirectory()+"/"+ plugName+".apk";

    //皮膚apk存在時，才返回路徑
    File file = new File(apkPath);

    if (file.exists()) {

        return apkPath;
    }


    return null;
}

上面我們是通過getSkinApkResource(this,apkPath)來獲取插件apk的Resources對象的。接下來是對獲取Resources對象的源碼追蹤：

a. 通常獲取資源時使用getResource獲得Resource對象，通過這個對象我們可以訪問相關資源。通過跟蹤源碼發現，其實 getResource 方法是Context的一個抽象方法。

/** Return a Resources instance for your application's package. */
public abstract Resources getResources();

b. 而getResource的具體實現是在ContextImpl類（Context的實現類）中實現的，獲取的Resource對象是應用的全局變量mResource。

public Resources getResources(){
    return mResources;
}

c. 然后繼續跟蹤ContextImpl類中的全局變量mResource如何實現，發現 mResources 由一個LoadApk對象packageInfo來創建。

Resources resources = packageInfo.getResources(mainThread);

接著繼續跟蹤LoadApk這個類中的getResources方法：

public Resources getResources(ActivityThread mainThread){

    if(mResources==null){
            mResources = mainThread.getTopLevelResources(mResDir,mSplitResDirs....)
    }

    return mResources;
}

d. 接著繼續跟蹤 ActivityThread 這個類中的 getTopLevelResources 方法發現調用的是 ResourcesManager 類的 getTopLevelResources 方法。于是繼續追蹤該方法：在這個方法中，有一個Resources對象的弱引用，當弱引用對象被釋放掉時會重新調用 r = new Resources(assets, dm, config); 來創建Resources對象再放入虛引用中。

其中 AssetManager對象 assets參數 加載了應用的apk路徑：assets.addAssetPath(resDir) ，其中resDir為apk的路徑。dm, config參數可以分別為手機的屏幕信息和手機的配置信息。

為此我們可以通過 new Resources(assets, dm, config) 來創建加載皮膚插件apk資源的Resources

//ResourcesManager

public Resources getTopLevelResources(String resDir, int displayId,  
        Configuration overrideConfiguration, CompatibilityInfo compatInfo, IBinder token) {  
    final float scale = compatInfo.applicationScale;  
    ResourcesKey key = new ResourcesKey(resDir, displayId, overrideConfiguration, scale,  
            token);  
    Resources r;  
    synchronized (this) {  
        // Resources is app scale dependent.  
        if (false) {  
            Slog.w(TAG, "getTopLevelResources: " + resDir + " / " + scale);  
        }  
        WeakReference<Resources> wr = mActiveResources.get(key);  
        r = wr != null ? wr.get() : null;  
        //if (r != null) Slog.i(TAG, "isUpToDate " + resDir + ": " + r.getAssets().isUpToDate());  
        if (r != null && r.getAssets().isUpToDate()) {  
            if (false) {  
                Slog.w(TAG, "Returning cached resources " + r + " " + resDir  
                        + ": appScale=" + r.getCompatibilityInfo().applicationScale);  
            }  
            return r;  
        }  
    }  

    //if (r != null) {  
    //    Slog.w(TAG, "Throwing away out-of-date resources!!!! "  
    //            + r + " " + resDir);  
    //}  

    AssetManager assets = new AssetManager();  
    if (assets.addAssetPath(resDir) == 0) {  
        return null;  
    }  

    //Slog.i(TAG, "Resource: key=" + key + ", display metrics=" + metrics);  
    DisplayMetrics dm = getDisplayMetricsLocked(displayId);  
    Configuration config;  
    boolean isDefaultDisplay = (displayId == Display.DEFAULT_DISPLAY);  
    final boolean hasOverrideConfig = key.hasOverrideConfiguration();  
    if (!isDefaultDisplay || hasOverrideConfig) {  
        config = new Configuration(getConfiguration());  
        if (!isDefaultDisplay) {  
            applyNonDefaultDisplayMetricsToConfigurationLocked(dm, config);  
        }  
        if (hasOverrideConfig) {  
            config.updateFrom(key.mOverrideConfiguration);  
        }  
    } else {  
        config = getConfiguration();  
    }  
    r = new Resources(assets, dm, config);  
    if (false) {  
        Slog.i(TAG, "Created app resources " + resDir + " " + r + ": "  
                + r.getConfiguration() + " appScale="  
                + r.getCompatibilityInfo().applicationScale);  
    }  

    synchronized (this) {  
        WeakReference<Resources> wr = mActiveResources.get(key);  
        Resources existing = wr != null ? wr.get() : null;  
        if (existing != null && existing.getAssets().isUpToDate()) {  
            // Someone else already created the resources while we were  
            // unlocked; go ahead and use theirs.  
            r.getAssets().close();  
            return existing;  
        }  

        // XXX need to remove entries when weak references go away  
        mActiveResources.put(key, new WeakReference<Resources>(r));  
        return r;  
    }  
}

e. 因此我們可以通過 new Resources(assets, dm, config) 來創建加載 皮膚插件apk資源的Resources ：

private Resources getSkinApkResource(Context context, String apkPath) {

    // 獲取加載插件apk的AssetManager
    AssetManager assetManager = createSkinApkAssetManager(apkPath);

    // 創建創建插件apk資源的Resources對象
    return new Resources(assetManager, context.getResources().getDisplayMetrics(), context.getResources().getConfiguration());

}

f. 創建插件皮膚apk資源的Resources需要 AssetManager 對象，而AssetManager對象無法通過AssetManager類的構造方法來創建，于是采用反射機制來創建，并調用 addAssetPath 加載皮膚插件apk路徑：

private AssetManager createSkinApkAssetManager(String apkPath) {
    AssetManager assetManager = null;
    try {
        assetManager = AssetManager.class.newInstance();
    } catch (InstantiationException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (IllegalAccessException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    try {
        AssetManager.class.getDeclaredMethod("addAssetPath", String.class).invoke(
                assetManager, apkPath);
    } catch (IllegalAccessException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (InvocationTargetException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (NoSuchMethodException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return assetManager;
}

獲取加載皮膚插件apk資源的 Resources對象 后，我們還需要獲取皮膚背景圖的 id ：

private int getSkinBackgroundId(String apkPath, String skinName,String apkPackageName) {

    int id = 0;
    try {

        /**使用DexClassLoader可以加載未安裝的apk中的dex
        * 構造方法的參數可參考文章前面的介紹
        */
        DexClassLoader dexClassLoader = new DexClassLoader(apkPath,this.getDir(skinName,Context.MODE_PRIVATE).getAbsolutePath(),null,this.getClassLoader());

        // 運用反射：在皮膚插件R文件的drawable類中尋找插件資源的id 
        Class<?> forName = dexClassLoader.loadClass(apkPackageName+".R$drawable");

        // 獲取成員變量的值
        for (Field field : forName.getDeclaredFields()) {

            // 獲取包含“main_bg"名的資源id
            if (field.getName().contains("main_bg")) {
                id = field.getInt(R.drawable.class);
                return id;
            }

        }

    } catch (ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (IllegalAccessException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return id;
}

三、皮膚插件apk的邏輯

注意皮膚插件的包名的設置，要與主應用的邏輯一致，可通過皮膚名獲取到包名。例：
```
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="com.cxmscb.cxm.girl"
>
```
皮膚插件不需要啟動Activity：可以清除Activity、其布局文件及其注冊。
在子程序的drawable中添加皮膚資源文件（注意文件名的設置與主應用的邏輯一致）。例：

后續問題：

1.在apk打包后可能會對皮膚插件進行混淆，混淆后的資源id會被更換，這樣會導致資源無法被主應用反射到。

2.上述主應用的邏輯并未完整，為了方便演示省去了皮膚插件的下載（不需要安裝）

皮膚插件apk最好存放在較私密的地方

Github : Github

參考:

https://yq.aliyun.com/articles/8129

ANDROID應用程序插件化研究之DEXCLASSLOADER

來自：http://blog.csdn.net/cxmscb/article/details/52448139

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本文地址：http://www.baiduhome.net/lib/view/open1488680680853.html

安卓開發 Android開發移動開發

安卓之插件化開發使用 DexClassLoader&AssetManager 來更換皮膚

效果圖

一、DexClassLoader

二、主應用apk的邏輯

三、皮膚插件apk的邏輯

后續問題：

Github : Github

參考:

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