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Android 热更新实现原理及代码分析

最近Android社区的氛围很不错嘛,连续放出一系列的Android动态加载插件和热更新库,这篇文章就来介绍一下Android中实现热更新的原理。

ClassLoader

我们知道Java在运行时加载对应的类是通过ClassLoader来实现的,ClassLoader本身是一个抽象来,Android中使用PathClassLoader类作为Android的默认的类加载器,

PathClassLoader其实实现的就是简单的从文件系统中加载类文件。PathClassLoade本身继承自BaseDexClassLoader,BaseDexClassLoader重写了findClass方法,

该方法是ClassLoader的核心

@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;
}

看源码可知,BaseDexClassLoader将findClass方法委托给了pathList对象的findClass方法,pathList对象是在BaseDexClassLoader的构造函数中new出来的,它的类型是DexPathList。看下DexPathList.findClass源码是如何做的:

public Class findClass(String name, List<Throwable> suppressed) {
	for (Element element : dexElements) {
		DexFile dex = element.dexFile;
		if (dex != null) {
			Class clazz = dex.loadClassBinaryName(name, definingContext, suppressed);
			if (clazz != null) {
				return clazz;
			}
		}
	}
	if (dexElementsSuppressedExceptions != null) {
		suppressed.addAll(Arrays.asList(dexElementsSuppressedExceptions));
	}
	return null;
}

直接就是遍历dexElements列表,然后通过调用element.dexFile对象上的loadClassBinaryName方法来加载类,如果返回值不是null,就表示加载类成功,会将这个Class对象返回。而dexElements对象是在DexPathList类的构造函数中完成初始化的。

this.dexElements = makeDexElements(splitDexPath(dexPath), optimizedDirectory, suppressedExceptions);

makeDexElements所做的事情就是遍历我们传递来的dexPath,然后一次加载每个dex文件。

上面分析了Android中的类的加载的流程,可以看出来DexPathList对象中的dexElements列表是类加载的一个核心,一个类如果能被成功加载,那么它的dex一定

会出现在dexElements所对应的dex文件中,并且dexElements中出现的顺序也很重要,在dexElements前面出现的dex会被优先加载,一旦Class被加载成功,

就会立即返回,也就是说,我们的如果想做hotpatch,一定要保证我们的hotpacth dex文件出现在dexElements列表的前面。

要实现热更新,就需要我们在运行时去更改PathClassLoader.pathList.dexElements,由于这些属性都是private的,因此需要通过反射来修改。另外,构造我们自己的dex文件

所对应的dexElements数组的时候,我们也可以采取一个比较取巧的方式,就是通过构造一个DexClassLoader对象来加载我们的dex文件,并且调用一次dexClassLoader.loadClass(dummyClassName);

方法,这样,dexClassLoader.pathList.dexElements中,就会包含我们的dex,通过把dexClassLoader.pathList.dexElements插入到系统默认的classLoader.pathList.dexElements列表前面,就可以让系统优先加载我们的dex中的类,从而可以实现热更新了。下面展示一部分代码

private static synchronized Boolean injectAboveEqualApiLevel14(
			String dexPath, String defaultDexOptPath, String nativeLibPath, String dummyClassName) {
	Log.i(TAG, "--> injectAboveEqualApiLevel14");
	PathClassLoader pathClassLoader = (PathClassLoader) DexInjector.class.getClassLoader();
	DexClassLoader dexClassLoader = new DexClassLoader(dexPath, defaultDexOptPath, nativeLibPath, pathClassLoader);
	try {
		dexClassLoader.loadClass(dummyClassName);
		Object dexElements = combineArray(
				getDexElements(getPathList(pathClassLoader)),
				getDexElements(getPathList(dexClassLoader)));
		Object pathList = getPathList(pathClassLoader);
		setField(pathList, pathList.getClass(), "dexElements", dexElements);
	} catch (Throwable e) {
		e.printStackTrace();
		return false;
	}
	Log.i(TAG, "<-- injectAboveEqualApiLevel14 End.");
	return true;
}

完整的demo请参考我的 GitHub

上面只是说了一下hotpatch的原理,具体实现的时候,如果你的app应用了multidex,还会遇到其他的坑,请参考:


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