Android之Android apk动态加载机制的研究(二):资源加载和activity生命周期管理

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前言

为了更好地阅读本文,你需要先阅读Android apk动态加载机制的研究这篇文章,在此文中,博主分析了Android中apk的动态加载机制,并在文章的最后指出需要解决的两个复杂问题:资源的访问和activity生命周期的管理,而本文将会分析这两个复杂问题的解决方法。需要说明的一点是,我们不可能调起任何一个未安装的apk,这在技术上是无法实现的,我们调起的apk必须受某种规范的约束,只有在这种约束下开发的apk,我们才能将其调起。另外,本文给出的解决方案也不是完美的,但是逻辑已经可以正常地跑通了,剩下的极个别细节问题是可以优化的。

资源管理

我们知道,宿主程序调起未安装的apk,一个很大的问题就是资源如何访问,具体来说就是,凡是以R开头的资源都不能访问了,因为宿主程序中并没有apk中的资源,所以通过R来加载资源是行不通的,程序会报错:无法找到某某id所对应的资源。针对这个问题,有人提出了将apk中的资源在宿主程序中也copy一份,这虽然能解决问题,可以一听起来就很奇怪,首先这样会持有两份资源,会增加宿主程序包的大小,其次,没发布一个插件都需要将资源copy到宿主程序中,这样就意味着每发布一个插件都要更新一下宿主程序,这和插件化的思想是相悖的,插件化的目的就是要减小宿主程序apk包的大小同时降低宿主程序的更新频率并做到*装载模块。所以这种方法并不可行。还有人提供了一种方式:将apk中的资源解压出来,然后通过文件流去读取资源,这样做理论上是可行的,但是实际操作起来还是有很大难度的,首先不同资源有不同的文件流格式,比如图片、xml等,还有就是针对不同设备加载的资源可能是不一样的,如果选择合适的资源也是一个需要解决的问题,基于这两点,这种方法不建议使用,因为它实现起来有难度。下面说说本文所采用的方法。

我们知道,activity的工作主要是由ContextImpl来完成的, 它在activity中是一个叫做mBase的成员变量。注意到Context中有如下两个抽象方法,看起来是和资源有关的,实际上context就是通过它们来获取资源的,这两个抽象方法的真正实现在ContextImpl中。也即是说,只要我们自己实现这两个方法,就可以解决资源问题了。

/** Return an AssetManager instance for your application's package. */
    public abstract AssetManager getAssets();

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

下面看一下如何实现这两个方法

首先要加载apk中的资源:

  1. protected void loadResources() {
  2. try {
  3. AssetManager assetManager = AssetManager.class.newInstance();
  4. Method addAssetPath = assetManager.getClass().getMethod("addAssetPath", String.class);
  5. addAssetPath.invoke(assetManager, mDexPath);
  6. mAssetManager = assetManager;
  7. } catch (Exception e) {
  8. e.printStackTrace();
  9. }
  10. Resources superRes = super.getResources();
  11. mResources = new Resources(mAssetManager, superRes.getDisplayMetrics(),
  12. superRes.getConfiguration());
  13. mTheme = mResources.newTheme();
  14. mTheme.setTo(super.getTheme());
  15. }

说明:加载的方法是通过反射,通过调用AssetManager中的addAssetPath方法,我们可以将一个apk中的资源加载到Resources中,由于addAssetPath是隐藏api我们无法直接调用,所以只能通过反射,下面是它的声明,通过注释我们可以看出,传递的路径可以是zip文件也可以是一个资源目录,而apk就是一个zip,所以直接将apk的路径传给它,资源就加载到AssetManager中了,然后再通过AssetManager来创建一个新的Resources对象,这个对象就是我们可以使用的apk中的资源了,这样我们的问题就解决了。

  1. /**
  2. * Add an additional set of assets to the asset manager.  This can be
  3. * either a directory or ZIP file.  Not for use by applications.  Returns
  4. * the cookie of the added asset, or 0 on failure.
  5. * {@hide}
  6. */
  7. public final int addAssetPath(String path) {
  8. int res = addAssetPathNative(path);
  9. return res;
  10. }

其次是要实现那两个抽象方法

  1. @Override
  2. public AssetManager getAssets() {
  3. return mAssetManager == null ? super.getAssets() : mAssetManager;
  4. }
  5. @Override
  6. public Resources getResources() {
  7. return mResources == null ? super.getResources() : mResources;
  8. }

okay,问题搞定。这样一来,在apk中就可以通过R来访问资源了。

activity生命周期的管理

这是本文开头提到的另一个需要解决的难题。为什么会有这个问题,其实很好理解,apk被宿主程序调起以后,apk中的activity其实就是一个普通的对象,不具有activity的性质,因为系统启动activity是要做很多初始化工作的,而我们在应用层通过反射去启动activity是很难完成系统所做的初始化工作的,所以activity的大部分特性都无法使用包括activity的生命周期管理,这就需要我们自己去管理。谈到activity生命周期,其实就是那几个常见的方法:onCreate、onStart、onResume、onPause等,由于apk中的activity不是真正意义上的activity(没有在宿主程序中注册且没有完全初始化),所以这几个生命周期的方法系统就不会去自动调用了。针对此类问题,采用Fragment是一个不错的方法,Fragment从3.0引入,通过support-v4包,可以兼容3.0以下的android版本。Fragment既有类似于Activity的生命周期,又有类似于View的界面,将Fragment加入到Activity中,activity会自动管理Fragment的生命周期,通过第一篇文章我们知道,apk中的activity是通过宿主程序中的代理activity启动的,将Fragment加入到代理activity内部,其生命周期将完全由代理activity来管理,但是采用这种方法,就要求apk尽量采用Fragment来实现,还有就是在做页面跳转的时候有点麻烦,当然关于Fragment相关的内容我将在后面再做研究,本文不采用Fragment而是通过反射去手动管理activity的生命周期。

我们要在代理activity中去反射apk中activity的所有生命周期的方法,然后将activity的生命周期和代理activity的生命周期进行同步。首先,反射activity生命周期的所有方法,还反射了onActivityResult这个方法,尽管它不是典型的生命周期方法,但是它很有用。

  1. protected void instantiateLifecircleMethods(Class<?> localClass) {
  2. String[] methodNames = new String[] {
  3. "onRestart",
  4. "onStart",
  5. "onResume",
  6. "onPause",
  7. "onStop",
  8. "onDestory"
  9. };
  10. for (String methodName : methodNames) {
  11. Method method = null;
  12. try {
  13. method = localClass.getDeclaredMethod(methodName, new Class[] { });
  14. method.setAccessible(true);
  15. } catch (NoSuchMethodException e) {
  16. e.printStackTrace();
  17. }
  18. mActivityLifecircleMethods.put(methodName, method);
  19. }
  20. Method onCreate = null;
  21. try {
  22. onCreate = localClass.getDeclaredMethod("onCreate", new Class[] { Bundle.class });
  23. onCreate.setAccessible(true);
  24. } catch (NoSuchMethodException e) {
  25. e.printStackTrace();
  26. }
  27. mActivityLifecircleMethods.put("onCreate", onCreate);
  28. Method onActivityResult = null;
  29. try {
  30. onActivityResult = localClass.getDeclaredMethod("onActivityResult",
  31. new Class[] { int.class, int.class, Intent.class });
  32. onActivityResult.setAccessible(true);
  33. } catch (NoSuchMethodException e) {
  34. e.printStackTrace();
  35. }
  36. mActivityLifecircleMethods.put("onActivityResult", onActivityResult);
  37. }

其次,同步生命周期,主要看一下onResume和onPause,其他方法是类似的。看如下代码,很好理解,就是当系统调用代理activity生命周期方法的时候,就通过反射去显式调用apk中activity的对应方法。

  1. @Override
  2. protected void onResume() {
  3. super.onResume();
  4. Method onResume = mActivityLifecircleMethods.get("onResume");
  5. if (onResume != null) {
  6. try {
  7. onResume.invoke(mRemoteActivity, new Object[] { });
  8. } catch (Exception e) {
  9. e.printStackTrace();
  10. }
  11. }
  12. }
  13. @Override
  14. protected void onPause() {
  15. Method onPause = mActivityLifecircleMethods.get("onPause");
  16. if (onPause != null) {
  17. try {
  18. onPause.invoke(mRemoteActivity, new Object[] { });
  19. } catch (Exception e) {
  20. e.printStackTrace();
  21. }
  22. }
  23. super.onPause();
  24. }

插件apk的开发规范

文章开头提到,要想成为一个插件apk,是要满足一定条件的,如下是采用本文机制开发插件apk所需要遵循的规范:

1. 不能用this:因为this指向的是当前对象,即apk中的activity,但是由于activity已经不是常规意义上的activity,所以this是没有意义的。

2. 使用that:既然this不能用,那就用that,that是apk中activity的基类BaseActivity中的一个成员,它在apk安装运行的时候指向this,而在未安装的时候指向宿主程序中的代理activity,anyway,that is better than this。

3. 不能直接调用activity的成员方法:而必须通过that去调用,由于that的动态分配特性,通过that去调用activity的成员方法,在apk安装以后仍然可以正常运行。

4. 启动新activity的约束:启动外部activity不受限制,启动apk内部的activity有限制,首先由于apk中的activity没注册,所以不支持隐式调用,其次必须通过BaseActivity中定义的新方法startActivityByProxy和startActivityForResultByProxy,还有就是不支持LaunchMode。

5. 目前暂不支持Service、BroadcastReceiver等需要注册才能使用的组件。

后续工作

1. DLIntent的定义,通过自定义的intent,来完成activity的无约束调起

2. 采用Fragment的生命周期管理

3. Service、BroadcastReceiver等组件的调起

4. 性能优化

效果

首先宿主程序运行后,会把位于/mnt/sdcard/DynamicLoadHost目录下的所有apk都加载进来,然后点击列表就可以调起对应的apk,本文中的demo和第一篇文章中的demo看起来差不多,实际是有区别的,区别有两点:activity具有生命周期、加载资源可以用R,具体的代码实现请大家参见源码。

Android之Android apk动态加载机制的研究(二):资源加载和activity生命周期管理

源码下载:https://github.com/singwhatiwanna/dynamic-load-apk

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