热更新原理总结

Instant Run概述

Instant Run 是 Android Studio2.0 之后新增的一个运行机制，能够减少开发人员第二次及以后的构建时间。

在没有Instant run之前，编译部署应用程序的流程如下图：

传统的编译部署，需要重新安装APP和重启 APP。这样会很耗时。

使用Instant Run会避免这一情况。

Instant Run基于更改的部分进行构建和部署。

Instant Run部署有三种方式，Instant Run会根据代码的情况来决定采用哪种部署方式。

• hot swap——修改一个现有方法中的代码时会采用hot swap，他不需要重启当前Activity即可实现使更改的代码运行
• warm swap——修改现有资源文件时采用warm swap，他需要重启Activity。
• cold swap——当增删改一个字段、方法或类时会采用cold swap。他需要重启APP。

Gradle Transform

Gradle Transform是Android官方提供给开发者在项目构建阶段即由class到dex转换期间修改class文件的一套api。

Instant Run修复原理

• 当第一次构建APP时，Instant Run利用Transform API在每一个类中注入一个叫change的字段
• change实现了incrementalChange接口。
• 在每一个方法中添加一个逻辑判断，如果change不为空就执行change的accessdispatch方法，否则执行原方法的逻辑。
• 当我们修改完对应的代码点击run后，Instant Run会生成对应的patch文件。
• patch文件中补丁类的名字是修改类的名字+$override，这个类实现了IncrementalChange接口
• 同时生成一个AppPatchsLoaderImpl类，这个类维护着一个所有修改过的类的列表
• 通过AppPatchsLoaderImpl将修改过的类中的change字段赋值为生成的xxx$override。

这样就实现了对代码的修改。

ClassLoader 修复代码

类加载方案基于Dex分包方案。

65535限制

Android系统有一个65536限制，意思是应用中引用的方法数不能超过65536个。

产生一个限制的原因是Dalvik Bytecode的限制，Dalvik指令集的方法调用指令invoke-kind索引为16bite，最多应用65536个方法。

LinearAlloc限制

Dalvik中的LinearAlloc是一个固定的缓冲区，当方法数超出了缓存区的大小时会报错。

针对这两个限制，产生了Dex分包方案。Dex分包方案主要做的是在打包时将应用代码分成多个Dex。

将应用启动时必须用到的类和这些类的引用类放到主Dex，其他代码放到次Dex，当应用启动时先加载主Dex，等到启动后再动态加载次Dex。

我们都知道，Android的类加载主要有两个：PathClassLoader和DexClassLoader，他们都是BaseDexClassLoader 的子类。

其中PathClassLoader在应用启动时创建，用于加载apk的dex文件。

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

BaseDexClassLoader 有个字段private final DexPathList pathList，BaseDexClassLoader 的findClass()、findResource()均是基于pathList实现的。

DexPathList 里面有一个Element数组，Element内部封装了DexFile ，DexFile用于加载dex文件，所以每个dex文件对应一个Element。

当通过BaseDexClassLoader 查找一个类时，会通过以下路线进行查找：

• 调用 BaseDexClassLader 的 findClass(String name)方法
• 接着交给 DexPathList 的findClass()方法
• 然后遍历Element数组，调用Element的findClass()方法
• Element的findClass()方法内部调用DexFile的loadClassBinaryName方法查找类。

当查找到了就直接返回，没有找到就去下一个Element查找。

所以，根据上述的查找流程，我们只需将我们修复后的类打包成Dex文件，存放到Element数组的最前面，这样就会优先从修复后的dex中查找并返回

具体操作的步骤就是

• 获得APP的PathClassLoader
• 通过dex包路径和父加载器创建我们的DexClassLoader
• 反射得到两个加载器的pathList
• 反射得到两个pathList的dexElements
• 创建新的dexElements，将我们的Element放入dexElements最前面
• 反射赋值给PathClassLoader

代码

由插件化那里搬过来的，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 {
        //获取PathClassLoader
        PathClassLoader pathClassLoader =
                (PathClassLoader) getApplicationContext().getClassLoader();

        //分别获取宿主和插件的PathList
        Object suzhuPathList = getPathList(pathClassLoader);
        Object chajianPathList = getPathList(dexClassLoader);

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

        //重新设置给宿主的dexElement
        Field field = suzhuPathList.getClass().getDeclaredField("dexElements");
        field.setAccessible(true);
        field.set(suzhuPathList, newElements);
    }

    // 获取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;
    }

    // 获取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);
    }