熱更新原理總結

Instant Run概述

Instant Run 是 Android Studio2.0 之後新增的一個運行機制，能夠減少開發人員第二次及以後的構建時間。

在沒有Instant run之前，編譯部署應用程序的流程如下圖：

傳統的編譯部署，需要重新安裝APP和重啓 APP。這樣會很耗時。

使用Instant Run會避免這一情況。

Instant Run基於更改的部分進行構建和部署。

Instant Run部署有三種方式，Instant Run會根據代碼的情況來決定採用哪種部署方式。

• hot swap——修改一個現有方法中的代碼時會採用hot swap，他不需要重啓當前Activity即可實現使更改的代碼運行
• warm swap——修改現有資源文件時採用warm swap，他需要重啓Activity。
• cold swap——當增刪改一個字段、方法或類時會採用cold swap。他需要重啓APP。

Gradle Transform

Gradle Transform是Android官方提供給開發者在項目構建階段即由class到dex轉換期間修改class文件的一套api。

Instant Run修復原理

• 當第一次構建APP時，Instant Run利用Transform API在每一個類中注入一個叫change的字段
• change實現了incrementalChange接口。
• 在每一個方法中添加一個邏輯判斷，如果change不爲空就執行change的accessdispatch方法，否則執行原方法的邏輯。
• 當我們修改完對應的代碼點擊run後，Instant Run會生成對應的patch文件。
• patch文件中補丁類的名字是修改類的名字+$override，這個類實現了IncrementalChange接口
• 同時生成一個AppPatchsLoaderImpl類，這個類維護着一個所有修改過的類的列表
• 通過AppPatchsLoaderImpl將修改過的類中的change字段賦值爲生成的xxx$override。

這樣就實現了對代碼的修改。

ClassLoader 修復代碼

類加載方案基於Dex分包方案。

65535限制

Android系統有一個65536限制，意思是應用中引用的方法數不能超過65536個。

產生一個限制的原因是Dalvik Bytecode的限制，Dalvik指令集的方法調用指令invoke-kind索引爲16bite，最多應用65536個方法。

LinearAlloc限制

Dalvik中的LinearAlloc是一個固定的緩衝區，當方法數超出了緩存區的大小時會報錯。

針對這兩個限制，產生了Dex分包方案。Dex分包方案主要做的是在打包時將應用代碼分成多個Dex。

將應用啓動時必須用到的類和這些類的引用類放到主Dex，其他代碼放到次Dex，當應用啓動時先加載主Dex，等到啓動後再動態加載次Dex。

我們都知道，Android的類加載主要有兩個：PathClassLoader和DexClassLoader，他們都是BaseDexClassLoader 的子類。

其中PathClassLoader在應用啓動時創建，用於加載apk的dex文件。

DexClassLoader可以加載SD卡上包含dex的.jar和.apk文件。

BaseDexClassLoader 有個字段private final DexPathList pathList，BaseDexClassLoader 的findClass()、findResource()均是基於pathList實現的。

DexPathList 裏面有一個Element數組，Element內部封裝了DexFile ，DexFile用於加載dex文件，所以每個dex文件對應一個Element。

當通過BaseDexClassLoader 查找一個類時，會通過以下路線進行查找：

• 調用 BaseDexClassLader 的 findClass(String name)方法
• 接着交給 DexPathList 的findClass()方法
• 然後遍歷Element數組，調用Element的findClass()方法
• Element的findClass()方法內部調用DexFile的loadClassBinaryName方法查找類。

當查找到了就直接返回，沒有找到就去下一個Element查找。

所以，根據上述的查找流程，我們只需將我們修復後的類打包成Dex文件，存放到Element數組的最前面，這樣就會優先從修復後的dex中查找並返回

具體操作的步驟就是

• 獲得APP的PathClassLoader
• 通過dex包路徑和父加載器創建我們的DexClassLoader
• 反射得到兩個加載器的pathList
• 反射得到兩個pathList的dexElements
• 創建新的dexElements，將我們的Element放入dexElements最前面
• 反射賦值給PathClassLoader

代碼

由插件化那裏搬過來的，忽略插件字眼~

	DexClassLoader dexClassLoader = new DexClassLoader(Environment.getExternalStorageDirectory().getAbsolutePath() + "/classes.dex",
		getCacheDir().getAbsolutePath(), null, getClassLoader());*/

    private void fix() throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {
        //獲取PathClassLoader
        PathClassLoader pathClassLoader =
                (PathClassLoader) getApplicationContext().getClassLoader();

        //分別獲取宿主和插件的PathList
        Object suzhuPathList = getPathList(pathClassLoader);
        Object chajianPathList = getPathList(dexClassLoader);

        //獲得PathList的element併合並
        Object newElements = mergeElements(getElements(suzhuPathList),
                getElements(chajianPathList));
        Log.d("Lpp", "newElements: " + Array.getLength(newElements));

        //重新設置給宿主的dexElement
        Field field = suzhuPathList.getClass().getDeclaredField("dexElements");
        field.setAccessible(true);
        field.set(suzhuPathList, newElements);
    }

    // 獲取DexPathList 中的dexElements
    private static Object getElements(Object suzhuPathList) throws NoSuchFieldException,
            IllegalAccessException {
        Class cl = suzhuPathList.getClass();
        Field field = cl.getDeclaredField("dexElements");
        field.setAccessible(true);
        return field.get(suzhuPathList);
    }

    private static Object mergeElements(Object elements2, Object elements1) {
        Log.d("Lpp", "suzhuPathList: " + Array.getLength(elements1));
        Log.d("Lpp", "chajianPathList: " + Array.getLength(elements2));
        int len1 = Array.getLength(elements1);
        int len2 = Array.getLength(elements2);
        Object newArr = Array.newInstance(elements1.getClass().getComponentType(), len1 + len2);
        for (int i = 0; i < len1; i++) {
            Array.set(newArr, i, Array.get(elements1, i));
        }
        for (int i = len1; i < len1 + len2; i++) {
            Array.set(newArr, i, Array.get(elements2, i - len1));
        }
        return newArr;
    }

    // 獲取DexPathList
    private static Object getPathList(Object loader) throws ClassNotFoundException,
            NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
        Class cl = Class.forName("dalvik.system.BaseDexClassLoader");
        Field field = cl.getDeclaredField("pathList");
        field.setAccessible(true);
        return field.get(loader);
    }