什么是热修复

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。

主要实现原理如下：
底层替换方法(Native层hook java代码替换)
instant run 方法
基于类加载机制

各大公司推出的热修复框架比较

AndFix（废弃不更新了）

在native动态替换java层的方法，通过native层hook java层的代码。

RoBus（美团）

对每个函数都在编译打包阶段自动的插入了一段代码。类似于代理，将方法执行的代码重定向到其他方法中。

//编写的代码
@Modify//改动代码后手动注解用于补丁包生成
public long getIndex(){
	return 1000;
} 
//经过插桩后实际执行的代码
public long getIndex(){
	if(changeQuickRedirect!=null){
		return 修复实现
	}
	return 1000
}

Tinker

Tinker通过计算对比指定的Base Apk中的dex与修改后的Apk中的dex的区别，补丁包中的内容即为两者差分的描述。运行时将Base Apk中的dex与补丁包进行合成，重启后加载全新的合成后的dex文件。

QZone

QQ空间基于的是dex分包方案。把BUG方法修复以后，放到一个单独的dex补丁文件，让程序运行期间加载dex补丁，执行修复后的方法。如何做到这一点？
在Android中所有我们运行期间需要的类都是由ClassLoader(类加载器)进行加载。
因此让ClassLoader加载全新的类替换掉出现Bug的类即可完成热修复。

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

用于加载Android Framework层class文件。
PathClassLoader

用于Android应用程序类加载器。可以加载指定的dex，以及jar、zip、apk中的classes.dex
DexClassLoader

用于加载指定的dex，以及jar、zip、apk中的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.enjoyfix-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：
 public DexClassLoader(String dexPath, String optimizedDirectory,
 					String librarySearchPath, ClassLoader parent) {
 	super(dexPath, null, librarySearchPath, parent);
 }
和PathClassLoader一摸一样了！

双亲委托机制

创建ClassLoader需要接收一个ClassLoader parent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进行加载  
				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: new PathClassLoader("/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, File optimizedDirectory,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;
}

热修复

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 (Element element : 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。

总结：热修复流程

1.获取到当前应用的PathClassloader;
2反射获取到DexPathList属性对象pathList;
3.反射修改pathList的dexElements

a.把补丁包patch.dex转化为Element[] (patch)
b.获得pathList的dexElements属性（old）
c.patch+old合并，并反射赋值给pathList的dexElements

参考技术：
QQ空间安卓App热补丁动态修复技术介绍
 Android技术——ASM字节码插桩

Android热修复原理分析

什么是热修复

各大公司推出的热修复框架比较

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Tinker

QZone

ClassLoader介绍

双亲委托机制

findClass

热修复

总结：热修复流程

Android熱修復原理分析

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