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本文目的是让大家了解什么是热修复,具体的实现细节可以联系我。大家了解了原理后,才能够顺利的带着手写代码了。请大家记住一句话:
纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。
代码需要大家自己写出来的那才是自己的代码,否则的话你看了,背了,最后工作中还是写不出来优秀的代码
热修复: 让应用能够在无需重新安装的情况实现更新,帮助应用快速建立动态修复能力。
早期遇到Bug我们一般会紧急发布了一个版本。然而这个Bug可能就是简简单单的一行代码,为了这一行代码,进行全量或者增量更新迭代一个版本,未免有点大材小用了。而且新版本的普及需要时间,以Android用户的升级习惯,即使是相对活跃的微信也需要10天以上的时间去覆盖50%的用户。使用热修复技术,能做到1天覆盖70%以上。这也是基于补丁体积较小,可以直接使用移动网络下载更新。
热修复开发流程:
目前Android业内,热修复技术百花齐放,各大厂都推出了自己的热修复方案,使用的技术方案也各有所异。其中QZone超级补丁基于的是dex分包方案,而dex分包是基于Java的类加载机制 ClassLoader
。
ClassLoader
介绍任何一个 Java 程序都是由一个或多个 class 文件组成,在程序运行时,需要将 class 文件加载到虚拟机 中才可以使用,负责加载这些 class 文件的就是 Java 的类加载机制。 ClassLoader
的作用简单来说就是加载 class 文件,提供给程序运行时使用。每个 Class 对象的内部都有一个 classLoader
字段来标识自己是由哪个 ClassLoader
加载的。
class Class<T> {
...
private transient ClassLoader classLoader;
...
}
ClassLoader
是一个抽象类,而它的主要实现类主要有:
BootClassLoader
PathClassLoader
classes.dex
DexClassLoader
classes.dex
很多博客里说
PathClassLoader
只能加载已安装的apk
的dex
,但是实际上PathClassLoader
和DexClassLoader
一样都能够加载sdcard
中的dex
。
Log.e(TAG, "Activity.class 由:" + Activity.class.getClassLoader() +" 加载");
Log.e(TAG, "MainActivity.class 由:" + MainActivity.class.getClassLoader() +" 加载");
//输出:
Activity.class 由:java.lang.BootClassLoader@d3052a9 加载
MainActivity.class 由:dalvik.system.PathClassLoader[DexPathList[[zip file "/data/app/com.enjoy.enjoyfix-1/base.apk"],nativeLibraryDirectories[/data/app/com.enjoy.enoyfix-1/lib/x86, /system/lib, /vendor/lib]]] 加载
它们之间的关系如下:PathClassLoader
与 DexClassLoader
的共同父类是 BaseDexClassLoader
public class DexClassLoader extends BaseDexClassLoader {
public DexClassLoader(String dexPath,String optimizedDirectory,
String librarySearchPath, ClassLoader parent) {
super(dexPath, new File(optimizedDirectory),librarySearchPath, parent);
}
}
public class PathClassLoader extends BaseDexClassLoader {
public PathClassLoader(String dexPath, ClassLoader parent) {
super(dexPath, null, null, parent);
}
public PathClassLoader(String dexPath, String librarySearchPath, ClassLoader parent){
super(dexPath, null, librarySearchPath, parent);
}
}
可以看到两者唯一的区别在于: 创建 DexClassLoader
需要传递一个 optimizedDirectory
参数,并且会将其创建为 File对象传给 super,而 PathClassLoader
则直接给到null。因此两者都可以加载指定的dex
,以及jar
、zip
、apk
中的classes.dex
PathClassLoader pathClassLoader = new PathClassLoader("/sdcard/xx.dex", getClassLoader());
File dexOutputDir = context.getCodeCacheDir();
DexClassLoader dexClassLoader= new DexClassLoader("/sdcard/xx.dex",dexOutputDir.getAbsolutePath(), null,getClassLoader());
optimizedDirectory
参数为odex
的目录。实际上Android中的ClassLoader
在加载dex
时,会首先经过dexopt
对dex
执行优化,产生odex
文件。optimizedDirectory
为null时的默认路径为:/data/dalvik-cache
。并且处于安全考虑,此目录需要使用app私有目录,如:getCodeCacheDir()
在API 26源码中,将DexClassLoader的optimizedDirectory标记为了 deprecated 弃用,实现也变为了:
javapublicDexClassLoader(StringdexPath,StringoptimizedDirectory,StringlibrarySearchPath,ClassLoaderparent){super(dexPath,null,librarySearchPath,parent);}
和
PathClassLoader
一摸一样了!
创建 ClassLoader
需要接收一个 ClassLoaderparent
参数。这个 parent为父类加载。即:某个类加载器在接到加载类的请求时,首先将加载任务委托给父类加载器,依次递归,如果父类加载器可以完成类加载任务,就成功返回;只有父类加载器无法完成此加载任务时,才自己去加载。这就是双亲委托机制!
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException{
// 检查class是否有被加载
Class c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
long t0 = System.nanoTime();
try {
if (parent != null) {
//如果parent不为null,则调用parent的loadClass行加载
c = parent.loadClass(name, false);
} else {
//parent为null,则调用BootClassLoader进行加载
c = findBootstrapClassOrNull(name);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
}
if (c == null) {
// 如果都找不到就自己查找
long t1 = System.nanoTime();
c = findClass(name);
}
}
return c;
}
因此我们自己创建的
ClassLoader
:newPathClassLoader("/sdcard/xx.dex",getClassLoader());
并不仅仅只能获得xx.dex
中的Class,还能够获得其父ClassLoader
中加载的Class。
findClass
在所有父ClassLoader
无法加载Class时,则会调用自己的 findClass
方法。findClass
在ClassLoader
中的定义为:
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
throw new ClassNotFoundException(name);
}
其实任何ClassLoader
子类,都可以重写 loadClass
与 findClass
。一般如果你不想使用双亲委托,则重写 loadClass
修改其实现。而重写 findClass
则表示在双亲委托下,父ClassLoader
都找不到Class的情况下,定义自己如何去查找一个Class。而我们的 PathClassLoader
会自己负责加载 MainActivity
这样的程序中自己编写的类,利用双亲委托父ClassLoader
加载Framework中的 Activity。说明 PathClassLoader
并没有重写 loadClass
,因此我们可以来看看PathClassLoader
中的 findClass
是如何实现的。
public BaseDexClassLoader(String dexPath, FileoptimizedDirectory,String
librarySearchPath, ClassLoader parent) {
super(parent);
this.pathList = new DexPathList(this, dexPath, librarySearchPath,
optimizedDirectory);
}
@Override
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
List<Throwable> suppressedExceptions = new ArrayList<Throwable>();
//查找指定的class
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;
}
实现非常简单,从pathList
中查找class。继续查看 DexPathList
public DexPathList(ClassLoader definingContext, String dexPath,
String librarySearchPath, File optimizedDirectory) {
//.........
// splitDexPath 实现为返回 List<File>.add(dexPath)
// makeDexElements 会去 List<File>.add(dexPath) 中使用DexFile加载dex文件返回 Element数组
this.dexElements =makeDexElements(splitDexPath(dexPath), optimizedDirectory,
suppressedExceptions, definingContext);
//.........
}
public Class findClass(String name, List<Throwable> suppressed) {
//从element中获得代表Dex的 DexFile
for (Element element : dexElements) {
DexFile dex = element.dexFile;
if (dex != null) {
//查找class
Class clazz = dex.loadClassBinaryName(name,definingContext, suppressed);
if (clazz != null) {
return clazz;
}
}
}
if (dexElementsSuppressedExceptions != null) {
suppressed.addAll(Arrays.asList(dexElementsSuppressedExceptions));
}
return null;
}
PathClassLoader
中存在一个Element数组,Element类中存在一个 dexFile
成员表示dex
文件,即:APK
中有X个dex
,则Element数组就有X个元素。
而对于类的查找,由代码for(Elementelement:dexElements)
得知,会由数组从前往后进行查找。
在 PathClassLoader
中的Element数组为:[patch.dex
, classes.dex
, classes2.dex
]。如果存在Key.class位于patch.dex
与classes2.dex
中都存在一份,当进行类查找时,循环获得 dexElements
中的 DexFile
,查找到了Key.class则立即返回,不会再管后续的element中的 DexFile
是否能加载到Key.class了。
因此,可以将出现Bug的class单独的制作一份patch.dex
文件(补丁包),然后在程序启动时,从服务器下载patch.dex
保存到某个路径,再通过patch.dex
的文件路径,用其创建 Element对象,然后将这个 Element对象插入到我们程序的类加载器 PathClassLoader
的 pathList
中的 dexElements
数组头部。这样在加载出现Bug的class时会优先加载patch.dex
中的修复类,从而解决Bug。QQ空间热修复的原理就是这样,利用反射Hook了PathClassLoader
中pathList
的dexElements
数组。
在实现热修复的过程中,必须掌握的技术包括了反射、类加载机制并且掌握Framewrok
层源码中关于 ClassLoader
部分的内容。同时如果需要继续自动化补丁生成还需要掌握gradle
编程等内容。
文章中每一个部分都包含一系列BAT面试的面试点,这些点构建了一个完整的知识体系,热修复。后面,我会细化里面的知识,如果 大家觉得有问题,可以和我交流~
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