Android热修复原来这么简单

2024-02-17 13:43:40

一、什么是热修复

热修复说白了就是”打补丁”，比如你们公司上线一个app，用户反应有重大bug,需要紧急修复。如果按照通
常做法,那就是程序猿加班搞定bug,然后测试,重新打包并发布。这样带来的问题就是成本高,效率低。于是,热
修复就应运而生.一般通过事先设定的接口从网上下载无Bug的代码来替换有Bug的代码。这样就省事多了,用
户体验也好。

二、热修复的原理

1.Android的类加载机制

Android的类加载器分为两种,PathClassLoader和DexClassLoader，两者都继承自BaseDexClassLoader

PathClassLoader代码位于libcore\dalvik\src\main\java\dalvik\system\PathClassLoader.java
DexClassLoader代码位于libcore\dalvik\src\main\java\dalvik\system\DexClassLoader.java
BaseDexClassLoader代码位于libcore\dalvik\src\main\java\dalvik\system\BaseDexClassLoader.java

PathClassLoader
用来加载系统类和应用类

DexClassLoader

用来加载jar、apk、dex文件.加载jar、apk也是最终抽取里面的Dex文件进行加载.

2.热修复机制

看下PathClassLoader代码

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);
    }
}

DexClassLoader代码

public class DexClassLoader extends BaseDexClassLoader {

    public DexClassLoader(String dexPath, String optimizedDirectory, String libraryPath, ClassLoader parent) {
        super(dexPath, new File(optimizedDirectory), libraryPath, parent);
    }
}

两个ClassLoader就两三行代码,只是调用了父类的构造函数.

public class BaseDexClassLoader extends ClassLoader {
    private final DexPathList pathList;

    public BaseDexClassLoader(String dexPath, File optimizedDirectory,
            String libraryPath, ClassLoader parent) {
        super(parent);
        this.pathList = new DexPathList(this, dexPath, libraryPath, optimizedDirectory);
    }

    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        List<Throwable> suppressedExceptions = new ArrayList<Throwable>();
        Class c = pathList.findClass(name, suppressedExceptions);
        if (c == null) {
            ClassNotFoundException cnfe = new ClassNotFoundException("Didn't find class \"" + name + "\" on path: " + pathList);
            for (Throwable t : suppressedExceptions) {
                cnfe.addSuppressed(t);
            }
            throw cnfe;
        }
        return c;
    }

在BaseDexClassLoader 构造函数中创建一个DexPathList类的实例,这个DexPathList的构造函数会创建一个dexElements 数组

public DexPathList(ClassLoader definingContext, String dexPath, String libraryPath, File optimizedDirectory) {
        ... 
        this.definingContext = definingContext;
        ArrayList<IOException> suppressedExceptions = new ArrayList<IOException>();
        //创建一个数组
        this.dexElements = makeDexElements(splitDexPath(dexPath), optimizedDirectory, suppressedExceptions);
        ... 
    }

然后BaseDexClassLoader 重写了findClass方法,调用了pathList.findClass，跳到DexPathList类中.

/* package */final class DexPathList {
    ...
    public Class findClass(String name, List<Throwable> suppressed) {
            //遍历该数组
        for (Element element : dexElements) {
            //初始化DexFile
            DexFile dex = element.dexFile;

            if (dex != null) {
                //调用DexFile类的loadClassBinaryName方法返回Class实例
                Class clazz = dex.loadClassBinaryName(name, definingContext, suppressed);
                if (clazz != null) {
                    return clazz;
                }
            }
        }       
        return null;
    }
    ...
}

会遍历这个数组,然后初始化DexFile，如果DexFile不为空那么调用DexFile类的loadClassBinaryName方法返回Class实例.
归纳上面的话就是:ClassLoader会遍历这个数组,然后加载这个数组中的dex文件.
而ClassLoader在加载到正确的类之后,就不会再去加载有Bug的那个类了,我们把这个正确的类放在Dex文件中,让这个Dex文件排在dexElements数组前面即可.

这里有个问题,可参考QQ空间团队的安卓App热补丁动态修复技术介绍
概括来讲:如果引用者和被引用者的类(直接引用关系)在同一个Dex时,那么在虚拟机启动时,被引用类就会被打上CLASS_ISPREVERIFIED标志,这样被引用的类就不能进行热修复操作了.
那么我们就要阻止被引用类打上CLASS_ISPREVERIFIED标志.QQ空间的方法是在所有引用到该类的构造函数中插入一段代码,代码引用到别的类.

三、热修复的例子

我用的是阿里开源的热修复框架AndFix热修复框架地址

其实它的原理也是动态加载class文件,然后调用反射完成修复.

AndFix是 “Android Hot-Fix”的缩写。它支持Android 2.3到6.0版本，并且支持arm与X86系统架构的设备。完美支持Dalvik与ART的Runtime。AndFix 的补丁文件是以 .apatch 结尾的文件。

我这是用eclipse写的Demo.

1.把AndFix抽取成library依赖的形式

2.新建一个AndFixDemo项目,依赖AndFix这个library

2.1
新建一个MyApplication继承Application

public class MyApplication extends Application {

    private static final String TAG = "MyApplication";

    /**
     * apatch文件
     */
    private static final String APATCH_PATH = "/Dennis.apatch";

    private PatchManager mPatchManager;

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        // 初始化
        mPatchManager = new PatchManager(this);
        mPatchManager.init("1.0"); // 版本号

        // 加载 apatch
        mPatchManager.loadPatch();

        //apatch文件的目录
        String patchFileString = Environment.getExternalStorageDirectory().getAbsolutePath() + APATCH_PATH;
        File apatchPath = new File(patchFileString);

        if (apatchPath.exists()) {
            Log.i(TAG, "补丁文件存在");
            try {
                //添加apatch文件
                mPatchManager.addPatch(patchFileString);
            } catch (IOException e) {
                Log.i(TAG, "打补丁出错了");
                e.printStackTrace();
            }
        } else {
            Log.i(TAG, "补丁文件不存在");
        }

    }
}

实际当中肯定是通过网络接口下载apatch文件,我这里为了方便演示就放在了SD卡根目录

2.2
在MainActivity用一个按钮弹出吐司,上面是有Bug的代码,下面是修正后的代码
[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-wHdo4cYT-1635561199273)(https://upload-images.jianshu.io/upload_images/27187314-0b364261fbd61bad.jpg?imageMogr2/auto-orient/strip|imageView2/2/w/1240)]