Style中的輕量級插件化方案

wr0416 7年前發布 | 21K 次閱讀安卓熱修復 Android開發移動開發

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文章主要講以下幾個方面：

插件化背景及優缺點
Style中的輕量級插件
Style壁紙插件開發者SDK介紹
構建第一個Style壁紙組件
其他注意問題

Android插件化背景

Android中的插件化，旨在無需安裝、修改的情況下運行APK。例如某應用包含非常多的功能，除了核心功能之外，其他功能都與主要業務比較獨立，那么其他功能模塊就可以考慮用插件方式開發。

目前國內比較大的幾款應用都有類似的場景。各大廠也有相應的插件框架，例如BAT、滴滴的VirtualAPK、360的DroidPlugin等等。而且VirtualAPK和DroidPlugin是開源框架，大家有興趣可以深入學習研究。

從我自身對插件化的接觸，對它的優缺點做了一些總結：

優點：

減少宿主包大小，插件模塊按需下載
實現多團隊協作開發，由獨立團隊對插件進行開發
插件動態更新，插件包可以隨時用戶無感知的進行更新

缺點：

插件框架開發難度較大，插件框架開發需要深入了解Android的系統源碼，并需要對系統級別方法進行大量hook，處理各種高難度問題
插件的內存不易管理，如果插件和宿主存在同一進程中，那么宿主的內存使用是宿主+插件兩者的內存使用之和，甚至導致宿主OOM，通常需要將插件放在獨立進程中
對插件包的大小、插件的質量要求比較嚴格。插件包太大宿主在首次加載時會消耗太多流量下載。插件如果運行出現異常，可能會導致宿主崩潰，影響用戶體驗
插件很難做到完全不修改，插件框架也很難兼容系統的所有組件

上述問題雖然難度較大，但并非不能解決，相信各大公司都有比較完善但插件框架。小公司如果沒有大牛，在使用的時候也須謹慎。

Style中的輕量級插件

Style中包含三類壁紙：特效壁紙、Style藝術圖片、自定義照片。其中Style藝術圖片和自定義照片都是將一張圖片渲染成壁紙，因此兩者的渲染邏輯是一樣的。而特效壁紙每一個都有不一樣的效果，渲染邏輯代碼都不一樣。

考慮到這一點，Style將特效壁紙做成插件的形式。有新的壁紙增加時，Style能及時更新并動態加載新的壁紙。另外，這種插件不需要是一個完整的APK，因為Style只會加載里面的 WallpaperService 類以使用它的渲染邏輯。

因此Style中的插件就不需要太完整，這樣能大大簡化插件框架的開發，簡化插件的開發。Style中將這種不完整的插件稱之為壁紙組件，下面我會用“組件”這個詞來表示Style中的插件。

“engine”模塊包含了運行組件的所有代碼。 Manifest 中注冊的 WallpaperService 類在“presentation”模塊中，依賴了“engine”模塊。代碼如下：

public class StyleWallpaperService extends WallpaperService {
    private ProxyProvider proxyProvider = new ProxyProvider();

private WallpaperService proxy;

@Override
public void onCreate() {
    super.onCreate();
    proxy = proxyProvider.provideProxy(this);
    if (proxy != null) {
        proxy.onCreate();
    }
}

@Override
public void onDestroy() {
    super.onDestroy();
    if (proxy != null) {
        proxy.onDestroy();
    }
}

@Override
public Engine onCreateEngine() {
    if (proxy != null) {
        return proxy.onCreateEngine();
    } else {
        return new Engine();
    }
}

}</code></pre> 
  
可以看出系統的 WallpaperService 簡單的將所有邏輯交給我們的代理Service， onCreateEngine() 方法中也是由代理返回 Engine 對象。 
  我們一共有兩個代理類： WallpaperServiceProxy 和 GLWallpaperServiceProxy ，他們提供了不同的渲染支持。以下將這兩個代理類簡稱為Proxy 
  public class WallpaperServiceProxy extends WallpaperService {
    public WallpaperServiceProxy(Context host) {
        attachBaseContext(host);
    }

@Override
public Engine onCreateEngine() {
    return null;
}

public class ActiveEngine extends Engine {
}

}</code></pre> 
  
public class GLWallpaperServiceProxy extends GLWallpaperService {
    public GLWallpaperServiceProxy(Context host) {
        attachBaseContext(host);
    }

public class GLActiveEngine extends GLEngine {
}

}</code></pre> 
  
在Proxy中，我們會有一個帶有 Context 對象參數的構造方法，并在構造方法中利用 attachBaseContext(host) 指定了Proxy對象的Context。但是這個 Context 對象是一個特殊的 Context ，組件會通過它來獲取 ClassLoader 和 Resource ，來加載組件中的類和資源。 
  那么下面我們來看看這個 Context 到底有什么特殊： 
  public class ComponentContext extends ContextWrapper {
    private String componentPath;

private Resources mResources;
private ClassLoader mClassLoader;

public ComponentContext(Context base, String componentPath) {
    super(base.getApplicationContext());
    this.componentPath = componentPath;
}

@Override
public Resources getResources() {
    if (mResources == null) {
        mResources = ResourcesManager.createResources(getBaseContext(), componentPath);
    }
    return mResources;
}

@Override
public ClassLoader getClassLoader() {
    return getClassLoader(componentPath);
}

private ClassLoader getClassLoader(String componentFilePath) {
    if (mClassLoader == null) {
        mClassLoader = new DexClassLoader(componentFilePath, getCacheDir().getAbsolutePath(),
                null, getBaseContext().getClassLoader());
    }
    return mClassLoader;
}

@Override
public AssetManager getAssets() {
    return getResources().getAssets();
}

@Override
public Context getApplicationContext() {
    return this;
}

}</code></pre> 
  
首先它是 ContextWrapper 的子類，并且有一個構造方法，構造方法第一個參數是宿主的 Application Context 對象，第二個參數是組件包的存放路徑。 
  然后它重寫了四個常用的方法： getResources() 、 getClassLoader() 、 getAssets() 、 getApplicationContext() ，前三方法返回了跟組件相關的類加載器、資源、和 AssetsManager ，最后一個方法是為了兼容組件中 getApplicationContext() 的使用。 
  除了這四個方法外，其他的 Context 中的方法均有使用宿主現有的方法。輕量級可以說就是這個意思，意味著宿主只關心組件中的類和資源，不關心里面的系統組件和其他東西。 
  我們再來看看 IProvider 這個接口。組件中通過實現它來返回組件中的Proxy實現 
  public interface IProvider {
    WallpaperService provideProxy(Context host);
} 
  那么我們在宿主中是如何獲取到它的實現呢？ 
  public class ProxyApi {
    private static IProvider getProvider(ComponentContext context, String providerName)
            throws Exception {
        synchronized (ProxyApi.class) {
            IProvider provider;
            Class providerClazz = context.getClassLoader().loadClass(providerName);
            if (providerClazz != null) {
                provider = (IProvider) providerClazz.newInstance();
                return provider;
            } else {
                throw new IllegalStateException("Load Provider error.");
            }
        }
    }

public static WallpaperService getProxy(Context context,
                                        String componentPath, String providerName) {
    try {
        ComponentContext componentContext = new ComponentContext(context, componentPath);
        IProvider provider = getProvider(componentContext, providerName);
        return provider.provideProxy(componentContext);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return null;
}

}</code></pre> 
  
在 ProxyApi 類的 getProvider() 方法中，通過先前的 ComponentContext 對象獲取到組件的 ClassLoader ，再通過 IProvider 實現的類名來加載其實現。在 getProxy() 方法中構造了 ComponentContext 實例，并通過 IProvider 的實現獲取到組件中的Proxy對象。 
  將上面的邏輯串聯起來，我們發現 StyleWallpaperService 可以和組件中的Proxy對象直接交互了。那么Proxy對象就來完成壁紙的渲染工作。就是說壁紙的渲染工作我們交給了組件來處理。 
   
  圖中粉色部分是宿主，也就是Style。紫色部分是組件，也就是壁紙具體的實現。插件化方案將它們解耦，讓壁紙的實現實現了動態部署、熱更新、熱修復。 
  Style壁紙插件開發者SDK介紹 
  插件化的一個好處是可以跨團隊協作，由其他團隊進行插件開發。因此Style的特效壁紙便開放給開發者，任何人都可以參與開發。 
  Style提供了一套簡易的SDK，供開發者以Style組件的規范進行壁紙開發。SDK可以從 Github 上找到。它包含三個模塊：sdk、殼、具體的實現。sdk和殼模塊不需要任何的修改，開發者主要在實現模塊進行開發。三者的依賴關系如下：  
  實現模塊編譯時依賴sdk模塊來使用 IProvder 和Proxy類，但必須是使用“Provided”構建，防止將sdk的代碼打入組件包中。它們都是 library 模塊。 
  殼模塊沒有代碼、資源，是一個簡單的 application 模塊。目的是將實現模塊編譯進去，以生成APK包。 
  相對于宿主運行環境（“engine”模塊），sdk模塊提供的代碼則精簡很多，它只是提供了編譯環境，不需要任何實現。  
  實現模塊也只有兩個東西， IProvider 的實現類、Proxy的實現類。代碼量視渲染邏輯的復雜度有所區別。  
  可能你會有個疑問，就是構建好壁紙組件之后我們如何對它進行測試？直接用Style應用嗎？ 
  在sdk工程根目錄中，我提供了一個測試應用：sdk_test.apk。它包含了Style運行壁紙組件的完整環境。簡單的說，如果它能加載壁紙組件并成功運行，那么Style也能。完整的測試步驟可以參看 說明 
  構建第一個Style壁紙組件 
  好了，花了大篇幅講述Style中組件的原理和開發者sdk。現在我們來嘗試使用sdk構建一款Style壁紙組件。 
  上一篇文章 我講了Android如何創建動態壁紙。里面的第一個例子顯示了一些圓點。完整的代碼可以看 這里 。  下面我就用這個例子來說明如何利用sdk來構建壁紙組件。 
  1、我們新建一個工程，Activity什么的都不需要。 2、在新工程中新建sdk（library）模塊，并將sdk的代碼放進去。注意包名必須是 com.yalin.style.engine 和 net.rbgrn.android.glwallpaperservice ，后面我會將它放到Maven倉庫中，一句代碼就可以搞定了。 3、新建實現模塊point_wallpaper（library），并在它的build.gradle中添加依賴provided project(':sdk')。 4、在point_wallpaper模塊中創建自己的 WallpaperService 實現類， PointWallpaperServiceProxy 繼承自 WallpaperServiceProxy 
  public class PointWallpaperServiceProxy extends WallpaperServiceProxy {
    public PointWallpaperServiceProxy(Context host) {
        super(host);
    }

@Override
public Engine onCreateEngine() {
    return new MyWallpaperEngine();
}

private class MyWallpaperEngine extends ActiveEngine {
    private final Handler handler = new Handler();
    private final Runnable drawRunner = new Runnable() {
        @Override
        public void run() {
            draw();
        }

    };
    private List<MyPoint> circles;
    private Paint paint = new Paint();
    private int width;
    int height;
    private boolean visible = true;
    private int maxNumber;
    private boolean touchEnabled;

    public MyWallpaperEngine() {
        maxNumber = 4;
        touchEnabled = true;
        circles = new ArrayList<>();
        paint.setAntiAlias(true);
        paint.setColor(Color.WHITE);
        paint.setStyle(Paint.Style.STROKE);
        paint.setStrokeJoin(Paint.Join.ROUND);
        paint.setStrokeWidth(10f);
        handler.post(drawRunner);
    }

    @Override
    public void onVisibilityChanged(boolean visible) {
        this.visible = visible;
        if (visible) {
            handler.post(drawRunner);
        } else {
            handler.removeCallbacks(drawRunner);
        }
    }

    @Override
    public void onSurfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {
        super.onSurfaceDestroyed(holder);
        this.visible = false;
        handler.removeCallbacks(drawRunner);
    }

    @Override
    public void onSurfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format,
                                 int width, int height) {
        this.width = width;
        this.height = height;
        super.onSurfaceChanged(holder, format, width, height);
    }

    @Override
    public void onTouchEvent(MotionEvent event) {
        if (touchEnabled) {

            float x = event.getX();
            float y = event.getY();
            SurfaceHolder holder = getSurfaceHolder();
            Canvas canvas = null;
            try {
                canvas = holder.lockCanvas();
                if (canvas != null) {
                    canvas.drawColor(Color.BLACK);
                    circles.clear();
                    circles.add(new MyPoint(
                            String.valueOf(circles.size() + 1), (int) x, (int) y));
                    drawCircles(canvas, circles);

                }
            } finally {
                if (canvas != null)
                    holder.unlockCanvasAndPost(canvas);
            }
            super.onTouchEvent(event);
        }
    }

    private void draw() {
        SurfaceHolder holder = getSurfaceHolder();
        Canvas canvas = null;
        try {
            canvas = holder.lockCanvas();
            if (canvas != null) {
                if (circles.size() >= maxNumber) {
                    circles.clear();
                }
                int x = (int) (width * Math.random());
                int y = (int) (height * Math.random());
                circles.add(new MyPoint(String.valueOf(circles.size() + 1),
                        x, y));
                drawCircles(canvas, circles);
            }
        } finally {
            if (canvas != null)
                holder.unlockCanvasAndPost(canvas);
        }
        handler.removeCallbacks(drawRunner);
        if (visible) {
            handler.postDelayed(drawRunner, 1000);
        }
    }

    // Surface view requires that all elements are drawn completely
    private void drawCircles(Canvas canvas, List<MyPoint> circles) {
        canvas.drawColor(Color.BLACK);
        for (MyPoint point : circles) {
            canvas.drawCircle(point.x, point.y, 20.0f, paint);
        }
    }
}

}</code></pre> 
  
這里是用了 MyPoint 類，代碼如下： 
  public class MyPoint {
    String text;
    int x;
    int y;

public MyPoint(String text, int x, int y) {
    this.text = text;
    this.x = x;
    this.y = y;
}

}</code></pre> 
  
5、實現 IProvider 并返回第四步的 PointWallpaperServiceProxy 實例 
  public class ProviderImpl implements IProvider {
    @Override
    public WallpaperService provideProxy(Context host) {
        return new PointWallpaperServiceProxy(host);
    }
} 
  6、將新建工程時的app模塊當作殼模塊，引用point_wallpaper模塊， compile project(':point_wallpaper') 。 7、運行 ./gradlew assemble ，生成apk文件，有沒有簽名沒有關系，并將它放到/sdcard/style/目錄下，假設名稱叫point.apk。 8、安裝測試應用（sdk中的sdk_test.apk） 9、創建配置文件config.json，加入下面json。也將它放到/sdcard/style/目錄下。point.apk是/sdcard/style/中組件的文件名。“provider_name”是 IProvider 實現類的完整類名。 
  {
  "component_name": "point.apk",
  "provider_name": "com.yalin.wallpaper.point.ProviderImpl"
} 
  10、運行測試應用，點擊設置壁紙按鈕。出現下面的界面  
  簡單的幾步，第一個組件應用建好了，并能在宿主中運行。你也可以將這些方法運用到你的項目中去。你可以對比組件中的渲染邏輯和原來demo中的渲染邏輯，他們完全是一樣的。也就印證了上面說的簡化組件開發（因為可以直接把現成的移植過來）。 
  其他注意問題 
   
   組件混淆 -keep class * implements com.yalin.style.engine.IProvider 
   打包時盡可能刪掉其他不需要的依賴（例如appcompat-v7），以減小組件包大小。 
   組件包中可以包含資源和Assets，但是現在不支持運行.so。 
   運行測試應用時記得為它開啟讀取外存權限。 
   
  總結 
  也許我們潛移默化的認為，只有大的項目才有機會用到插件化，畢竟小公司業務相對不復雜、也不一定有那么多人去維護插件框架。但是通過這次實驗，我們完全可以將一些功能做成輕量級插件，以實現動態的更新發布、分團隊開發、解耦。而且宿主中插件相關的代碼量非常少，幾百來行，易于維護。那么，何不在你的項目中試試呢。 
    
  來自：http://www.jcodecraeer.com/a/anzhuokaifa/2017/0807/8350.html


                    
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