动态加载APK原理分享
项目地址:https://github.com/houkx/android-pluginmgr/ 欢迎star and fork(一) 综述 随着智能手机硬件性能的逐步提升,移动应用也做的越来越复杂,android平台上应用的apk包体积也越来越大,然后同类产品开始比拼谁的体积小,实现方案呢,然后很容易想到"插件化",也就是说可以发布内核很小的产品,随着添加功能的需求而动态下载功
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项目地址:https://github.com/houkx/android-pluginmgr/ 欢迎star and fork
(一) 综述
随着智能手机硬件性能的逐步提升,移动应用也做的越来越复杂,android平台上应用的apk包体积也越来越大,然后同类产品开始比拼谁的体积小,实现方案呢,然后很容易想到"插件化",也就是说可以发布内核很小的产品,随着添加功能的需求而动态下载功能模块,促使插件化的另一个动机是App应用固有的问题,那就是很多组件需要注册,更新功能的话不能像Web应用那样可在用户无察觉的情况下通过升级服务器而方便升级,只能弹出个框让用户重新下载整个程序包,然后调取系统安装流程。被加载的apk称之为插件,因为机制类似于生物学的"寄生",加载了插件的应用也被称为宿主。
往往不是所有的apk都可作为插件被加载,往往需要遵循一定的"开发规范",还需要插件项目引入某种api类库,业界通常都是这么做的。
这里介绍一种无须规范限制的动态加载解决方案,插件不需要依赖任何API,这也是本人突发异想,灵感所致。
(二)功能介绍
特点:
- 插件为普通apk,无须依赖任何jar
- Activity生命周期由系统自己管理
- 使用简单,只需要了解一个类PluginManager的两个方法
- 启动Activity的效率高
- 不修改插件,被加载的插件仍然可以独立安装。
功能点:
- 可加载任意apk中的 Activity (包括子类 ActionBarActivity 、FragmentActivity)的派生类(不包括违反限制条件的Activity)
- 支持插件自定义Application
- 支持插件Apk中的Activity跳转到别的Activity(插件内部的或系统的,外部已安装apk的,甚至是别的插件中的),也没有任何限制
- 支持Activity设置主题(与系统的主题应用规则一样,如果Activity没指定Theme,但所在Application指定了Theme,则使用Application的Theme)
- 初步支持.so
- 支持插件使用 SharedPreference 或 SQLite数据库(尚未完善)
(ps:
第一个插件代码来自 https://github.com/viacheslavtitov/NDKBegining
作者是个老外,不过也比较粗心,要正常运行你需要在sd卡下创建目录:FFMPEG
第二个插件代码来自这篇博文:http://blog.csdn.net/caihanyuan/article/details/7367351
第三个插件代码来自大名鼎鼎的 PullToRefresh :
https://github.com/johannilsson/android-pulltorefresh
第6第7个插件代码是自测项目,分别测试ActionBarActivity和Activity基本加载和跳转
其他apk还没能正常加载,框架还在不断完善中,不过腾讯的开心消消乐可以帮助记录crashlog,这点真不错~
)
将要支持的特性:
PackageManager service 等等,详情都列在开源项目android-pluginmgr
https://github.com/houkx/android-pluginmgr/tree/experiment/android-pluginmgr下的TODO文件中
(ps:修正项目主页README描述的限制条件1,目前已经没有这个限制了,在插件中调用context.getPackageName()返回插件的清单文件中声明的包名)
限制条件(永不支持的):
- 插件apk中不能假定自己已经安装,以及由此造成的影响,比如认为applicationInfo.dataDir==/data/data/packageName
- 不能依赖清单文件中的进程声明,被加载的apk以及里面的任何组件目前都在同一个进程管理。
- 插件中的权限,无法动态注册,插件中的权限都得在宿主中注册(暂无解决方案)
(三) 实现
动态加载需要处理很多问题,虽然有很多问题,但是核心问题就是加载Activity,因为Activity是可见的,人们对可以看到的东西总是那么重视,视觉信息占人所处理信息的90%以上。Activity如何调起来?资源的加载等等已经有大牛的文章介绍汗牛充栋了,我本菜鸟,不再赘述。
目前Activity的加载或许有很多处理方式,但是可以分为两种:一是自己new 二是系统new 。很多动态加载框架基于第一种方式。我这个方案基于第二种
,既然要系统new,就要系统自己可以找到相应的Activity. 由于Activity需要在清单文件注册了才能使用,所以要注册Activity,但是如何注册呢?
我在网上看到有人用极端的方式:插件里的所有Activiy都在宿主里注册,既然宿主总要修改升级,何必要插件呢,这已经违背了动态加载的初衷:不修改框架而动态扩展功能更多的是这么做,注册一个Activity基类,供插件中的Activity继承,在这个基类里做动态加载的核心逻辑,这就要求插件必须依赖某种API类库。
我的方案通俗的说是这样,依赖倒转,不让插件依赖框架API,而是反过来,自动生成一个Activity类依赖(继承)插件中的Activity,这个自动生成的类就叫PluginActivity
并且声明在框架的清单文件中,如下:
<activity name="androidx.pluginmgr.PluginActivity" />
聪明的读者会想,等一下,插件里面Activity可不止一个,你就注册一个?
是的,就一个,自动生成的Activity类名都是androidx.pluginmgr.PluginActivity,不过放在不同的文件中,最简单的映射,原始Activity类名.dex文件中存储对应的子类:PluginActivity
其实也是偷梁换柱了,如果你想启动插件里的Activity,如com.test.MyPlugActivity, 我就把启动目标修改为androidx.pluginmgr.PluginActivity类,
然后从com.test.MyPlugActivity.dex文件中找到 public class androidx.pluginmgr.PluginActivity extends com.test.MyPlugActivity{....}
以启动SthActivity为例:
好了,核心思想已经表达清楚了,下面介绍如何让系统按你说的路径去找类文件,这涉及到类加载器。自定义类加载器比较简单,继承java.lang.ClassLoader即可.
在我的开源项目源码中对应的类是 FrameworkClassLoader, PluginManager初始化时就去修改Application的类加载器,替换为 FrameworkClassLoader.
FrameworkClassLoader 其实不干什么实际加载工作,只是分发任务:
public Class loadClass(String className){
if(当前上下文插件不为空) {
if( className 是 PluginActivity){
找到当前实际要加载的原始 Activity
return 使用插件对应的 ActivityClassLoader 从 (自动生成的)原始Activity类名.dex 文件 加载PluginActivity
}else{
return 使用对应的 PluginClassLoader 加载普通类
}
}else{
return super.loadClass()//即委派给宿主Application的原始类加载器加载
}
}
其中, PluginClassLoader 是一个DexClassLoader, parent 指向 FrameworkClassLoader,
ActivityClassLoader 也是一个DexClassLoader, parent 指向 PluginClassLoader
插图2(类加载器结构图):
- package androidx.pluginmgr;
- import android.util.Log;
- /**
- * 框架类加载器(Application 的 classLoder被替换成此类的实例)
- *
- *
- */
- class FrameworkClassLoader extends ClassLoader {
- private String[] plugIdAndActname;//代表插件上下文
- public FrameworkClassLoader(ClassLoader parent) {
- super(parent);
- }
- //在外部或插件内部的 startActivity 时调用这个方法设置插件上下文
- String newActivityClassName(String plugId, String actName) {
- plugIdAndActname = new String[] { plugId, actName };
- return ActivityOverider.targetClassName;//targetClassName即宿主manifest配置的androidx.pluginmgr.PluginActivity
- }
- protected Class<?> loadClass(String className, boolean resolv)
- throws ClassNotFoundException {
- Log.i("cl", "loadClass: " + className);
- String[] plugIdAndActname = this.plugIdAndActname;
- Log.i("cl", "plugIdAndActname = " + java.util.Arrays.toString(plugIdAndActname));
- if (plugIdAndActname != null) {
- String pluginId = plugIdAndActname[0];
- PlugInfo plugin = PluginManager.getInstance().getPluginById(
- pluginId);
- Log.i("cl", "plugin = " + plugin);
- if (plugin != null) {
- try {
- if (className.equals(ActivityOverider.targetClassName)) {
- String actClassName = plugIdAndActname[1];//被(继承)代理的Activity类名
- return plugin.getClassLoader().loadActivityClass(
- actClassName);// 加载动态生成的Activity类
- }else{
- return plugin.getClassLoader().loadClass(className);//加载普通类
- }
- } catch (ClassNotFoundException e) {
- e.printStackTrace();
- }
- }
- }
- return super.loadClass(className, resolv);
- }
- }
到此为止,一个动态加载框架的核心雏形已经有了,但是还有许多细节待完善。
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附加:另外,关于动态生成类,对于davikvm环境,我所知道的工具有asmdex和dexmaker,我在项目中选用的是dexmaker
用什么不是重点,看生成的代码吧:(ActivityOverider 类负责与自动生成的Activity类交互)
- package androidx.pluginmgr;
- import android.content.ComponentName;
- import android.content.Intent;
- import android.content.ServiceConnection;
- import android.content.res.AssetManager;
- import android.content.res.Resources;
- import android.os.Bundle;
- import androidplugdemo.SthActivity;
- public final class PluginActivity
- extends SthActivity
- {
- private static final String _pluginId = "activityTest_v1";
- private AssetManager mAssertManager;
- private Resources mResources;
- public boolean bindService(Intent paramIntent, ServiceConnection paramServiceConnection, int paramInt)
- {
- return ActivityOverider.overrideBindService(this, _pluginId, paramIntent, paramServiceConnection, paramInt);
- }
- public AssetManager getAssets()
- {
- AssetManager localAssetManager = this.mAssertManager;
- if (localAssetManager == null) {
- localAssetManager = super.getAssets();
- }
- return localAssetManager;
- }
- public Resources getResources()
- {
- Resources localResources = this.mResources;
- if (localResources == null) {
- localResources = super.getResources();
- }
- return localResources;
- }
- public void onBackPressed()
- {
- if (ActivityOverider.overrideOnbackPressed(this, _pluginId)) {
- super.onBackPressed();
- }
- }
- protected void onCreate(Bundle paramBundle)
- {
- String str = _pluginId;
- AssetManager localAssetManager = ActivityOverider.getAssetManager(str, this);
- this.mAssertManager = localAssetManager;
- Resources localResources = super.getResources();
- this.mResources = new Resources(localAssetManager, localResources.getDisplayMetrics(), localResources.getConfiguration());
- ActivityOverider.callback_onCreate(str, this);
- super.onCreate(paramBundle);
- }
- protected void onDestroy()
- {
- String str = _pluginId;
- super.onDestroy();
- ActivityOverider.callback_onDestroy(str, this);
- }
- protected void onPause()
- {
- String str = _pluginId;
- super.onPause();
- ActivityOverider.callback_onPause(str, this);
- }
- protected void onRestart()
- {
- String str = _pluginId;
- super.onRestart();
- ActivityOverider.callback_onRestart(str, this);
- }
- protected void onResume()
- {
- String str = _pluginId;
- super.onResume();
- ActivityOverider.callback_onResume(str, this);
- }
- protected void onStart()
- {
- String str = _pluginId;
- super.onStart();
- ActivityOverider.callback_onStart(str, this);
- }
- protected void onStop()
- {
- String str = _pluginId;
- super.onStop();
- ActivityOverider.callback_onStop(str, this);
- }
- public void startActivityForResult(Intent paramIntent, int paramInt, Bundle paramBundle)
- {
- super.startActivityForResult(ActivityOverider.overrideStartActivityForResult(this, _pluginId, paramIntent, paramInt, paramBundle), paramInt, paramBundle);
- }
- public ComponentName startService(Intent paramIntent)
- {
- return ActivityOverider.overrideStartService(this, _pluginId, paramIntent);
- }
- public boolean stopService(Intent paramIntent)
- {
- return ActivityOverider.overrideStopService(this, _pluginId, paramIntent);
- }
- public void unbindService(ServiceConnection paramServiceConnection)
- {
- ActivityOverider.overrideUnbindService(this, _pluginId, paramServiceConnection);
- }
- }
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