熱修復之AndFix

Android熱修復技術類型有三大流派：QQ空間補丁方案、阿里AndFix以及微信Tinker，它們在原理各有不同，適用場景各異，這裏小編會只講解阿里AndFix，瞭解其他兩種請移步：Android 熱修復之三大流派。

一、什麼是熱修復

熱修復說白了就是”打補丁”，比如你們公司上線一個app，用戶反應有重大bug,需要緊急修復。如果按照通
常做法,那就是程序猿加班搞定bug,然後測試,重新打包併發布。這樣帶來的問題就是成本高,效率低。於是,熱
修復就應運而生.一般通過事先設定的接口從網上下載無Bug的代碼來替換有Bug的代碼。這樣就省事多了,用
戶體驗也好。

二、熱修復的原理

1.Android的類加載機制

Android的類加載器分爲兩種,PathClassLoader和DexClassLoader，兩者都繼承自BaseDexClassLoader

PathClassLoader代碼位於libcore\dalvik\src\main\Java\dalvik\system\PathClassLoader.java
DexClassLoader代碼位於libcore\dalvik\src\main\java\dalvik\system\DexClassLoader.java
BaseDexClassLoader代碼位於libcore\dalvik\src\main\java\dalvik\system\BaseDexClassLoader.java

PathClassLoader
用來加載系統類和應用類
DexClassLoader

用來加載jar、apk、dex文件.加載jar、apk也是最終抽取裏面的Dex文件進行加載.

2.熱修復機制

看下PathClassLoader代碼

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代碼

public class DexClassLoader extends BaseDexClassLoader {

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

兩個ClassLoader就兩三行代碼,只是調用了父類的構造函數.

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 構造函數中創建一個DexPathList類的實例,這個DexPathList的構造函數會創建一個dexElements 數組

public DexPathList(ClassLoader definingContext, String dexPath, String libraryPath, File optimizedDirectory) {
        ... 
        this.definingContext = definingContext;
        ArrayList<IOException> suppressedExceptions = new ArrayList<IOException>();
        //創建一個數組
        this.dexElements = makeDexElements(splitDexPath(dexPath), optimizedDirectory, suppressedExceptions);
        ... 
    }

然後BaseDexClassLoader 重寫了findClass方法,調用了pathList.findClass，跳到DexPathList類中.

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

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

會遍歷這個數組,然後初始化DexFile，如果DexFile不爲空那麼調用DexFile類的loadClassBinaryName方法返回Class實例.
歸納上面的話就是:ClassLoader會遍歷這個數組,然後加載這個數組中的dex文件.
而ClassLoader在加載到正確的類之後,就不會再去加載有Bug的那個類了,我們把這個正確的類放在Dex文件中,讓這個Dex文件排在dexElements數組前面即可.

這裏有個問題,可參考QQ空間團隊的安卓App熱補丁動態修復技術介紹
概括來講:如果引用者和被引用者的類(直接引用關係)在同一個Dex時,那麼在虛擬機啓動時,被引用類就會被打上CLASS_ISPREVERIFIED標誌,這樣被引用的類就不能進行熱修復操作了.
那麼我們就要阻止被引用類打上CLASS_ISPREVERIFIED標誌.QQ空間的方法是在所有引用到該類的構造函數中插入一段代碼,代碼引用到別的類.

三、熱修復的例子

我用的是阿里開源的熱修復框架AndFix熱修復框架地址

其實它的原理也是動態加載class文件,然後調用反射完成修復.可參考我上一篇寫的
Java的ClassLoader加載機制

AndFix是 “Android Hot-Fix”的縮寫。它支持Android 2.3到6.0版本，並且支持arm與X86系統架構的設備。完美支持Dalvik與ART的Runtime。AndFix 的補丁文件是以 .apatch 結尾的文件。

我這是用eclipse寫的Demo.

1.把AndFix抽取成library依賴的形式

2.新建一個AndFixDemo項目,依賴AndFix這個library

2.1

新建一個MyApplication繼承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"); // 版本號

        // 加載 apatch
        mPatchManager.loadPatch();

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

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

    }
}