热修复

装载请注明出处：https://blog.csdn.net/xiaowu_zhu/article/details/79792533

热修复，其实已经不是一个新技术了，目前发展的也有好几种方案了，奈何，以前我并没有使用过，只是做了大致的了解，最近看了某位大神的简书，然后自己动手实践了吧，分析了哈原理，再次分享哈。

在一次的版本发布后，突然发现某了某个小bug，或者优化了一些东西，我们不可能再次去发布新版本，频繁发布版本，用户更新成本大，并且用户有可能不会立马去更新，所以才有了热修复的开发流程来代替传统的开发流程。

热修复开发流程

版本1.0上线 >> 用户安装 >> 发现bug >> 紧急修复 >> 打出补丁，推送给用户>> 自动拉取补丁修复

热修复的开发流程显得更加灵活，优势很多：

无需重新发版，实时高效热修复
用户无感知修复，无需下载新的应用，代价小
修复成功率高，把损失降到最低

业界热门的修复技术

热修复作为当下热门的技术，在业界内比较著名的有阿里巴巴的AndFix、Dexposed，腾讯QQ空间的超级补丁技术和微信的Tinker。最近阿里百川推出的HotFix热修复服务就基于AndFix技术，定位于线上紧急BUG的即时修复。具体的细节请看：www.infoq.com/cn/articles/Android-hot-fix

目前我使用过的方案有：阿里的AndFix和基于ClassLoader的修复方案。

阿里的AndFix

源码：AndFix

简介

AndFix 是阿里的一套热修复方案，它目前只能修复方法。

这里写图片描述

Android 使用方式

gradle

dependencies {
compile 'com.alipay.euler:andfix:0.5.0@aar'
}

在Application中初始化PatchManger

patchManager = new PatchManager(context);
patchManager.init(appversion);//current version

加载Patch
```
patchManager.loadPatch();
```

动态加载Patch

String patchPath = Environment.getExternalStorageDirectory()
  + File.separator + "fix.apatch";
File file = new File(patchPath);
if (file.exists()) {
  try {
      BaseApplication.sPatchManager.addPatch(patchPath);
      Toast.makeText(this, "修复成功", Toast.LENGTH_SHORT).show();
  } catch (IOException e) {
      e.printStackTrace();
      Toast.makeText(this, "修复失败", Toast.LENGTH_SHORT).show();
  }
}

注意：在本地加载时，一定要注意添加存储的读取权限和动态权限。

代码混淆

如果需要代码混淆，请在混淆规则中加入：

-keep class * extends java.lang.annotation.Annotation
-keepclasseswithmembernames class * {
  native <methods>;
}

生成差分包

去github上下载差分包生成工具
将两个apk拷贝到工具包中的目录下

通过命令生成.apatch包

usage: apkpatch -f <new> -t <old> -o <output> -k <keystore> -p <***> -a <alias> -e <***>
-f: 没有bug的新版本
-t: 有bug的旧版本
-o：生成差分包`.apatch`的位置
-k: apk打包的签名文件
-p：打包签名文件的密码
-a：签名密钥的别名
-e：签名密钥别名的密码

例如：apkpatch.bat -f new.apk -t old.apk -o out -k joke.jks -p 123456 -a joke -e 123456

差分包的源码

通过命令生成的差分包，通过重命名为.zip，提取.dex,通过反编译工具，我们可以看到：

@MethodReplace(clazz="cn.xwj.androidfix.MainActivity", method="test")
public void test(View paramView){
    Toast.makeText(this, "test: 0", 1).show();
}

通过命令工具，比对出是哪个方法被修改了，然后就会添加一个@MethodReplace注解，然后通过调用native方法。在andfix.cpp中：

static void replaceMethod(JNIEnv* env, jclass clazz, jobject src,
                          jobject dest) {
    if (isArt) {
        art_replaceMethod(env, src, dest);
    } else {
        dalvik_replaceMethod(env, src, dest);
    }
}

4.4 的替换方法,可以看到通过底层替换了修改的方法的指向。

extern void __attribute__ ((visibility ("hidden"))) dalvik_replaceMethod(
        JNIEnv* env, jobject src, jobject dest) {
    jobject clazz = env->CallObjectMethod(dest, jClassMethod);
    ClassObject* clz = (ClassObject*) dvmDecodeIndirectRef_fnPtr(
            dvmThreadSelf_fnPtr(), clazz);
    clz->status = CLASS_INITIALIZED;

    Method* meth = (Method*) env->FromReflectedMethod(src);
    Method* target = (Method*) env->FromReflectedMethod(dest);
    LOGD("dalvikMethod: %s", meth->name);

//  meth->clazz = target->clazz;
    meth->accessFlags |= ACC_PUBLIC;
    meth->methodIndex = target->methodIndex;
    meth->jniArgInfo = target->jniArgInfo;
    meth->registersSize = target->registersSize;
    meth->outsSize = target->outsSize;
    meth->insSize = target->insSize;

    meth->prototype = target->prototype;
    meth->insns = target->insns;
    meth->nativeFunc = target->nativeFunc;
}

开发中的注意事项

每次生成之后一定要测试；
尽量的不要分包，不要分多个dex
混淆的时候，设计到NDK AndFix.java 不要混淆
生成包之后一般会加固什么的，这个时候生成的差分包，一定要在之前去生成。
既然是去修复方法，第一个不能增加成员变量，不能增加方法
如果下载到本地去添加的话，一定要注意添加权限和6.0之后动态生成权限

基于ClassLoader方式（Tinker）

Activity加载流程

Activity

@Override
public void startActivity(Intent intent) {
    this.startActivity(intent, null);
}

@Override
public void startActivity(Intent intent, @Nullable Bundle options) {
    if (options != null) {
        startActivityForResult(intent, -1, options);
    } else {
        // Note we want to go through this call for compatibility with
        // applications that may have overridden the method.
        startActivityForResult(intent, -1);
    }
}

public void startActivityForResult(@RequiresPermission Intent intent, int requestCode,
                                   @Nullable Bundle options) {
    if (mParent == null) {
        options = transferSpringboardActivityOptions(options);
        //Instrumentation#execStartActivity
        Instrumentation.ActivityResult ar =
            mInstrumentation.execStartActivity(
            this, mMainThread.getApplicationThread(), mToken, this,
            intent, requestCode, options);
        .....
    }
    ......
}

Instrumentation

public ActivityResult execStartActivity(
    Context who, IBinder contextThread, IBinder token, Activity target,
    Intent intent, int requestCode, Bundle options) {
    .......
    try {
        intent.migrateExtraStreamToClipData();
        intent.prepareToLeaveProcess(who);
        // ActivityManagerService#startActivity
        int result = ActivityManager.getService()
            .startActivity(whoThread, who.getBasePackageName(), intent,
                           intent.resolveTypeIfNeeded(who.getContentResolver()),
                           token, target != null ? target.mEmbeddedID : null,
                           requestCode, 0, null, options);
        checkStartActivityResult(result, intent);
    } catch (RemoteException e) {
        throw new RuntimeException("Failure from system", e);
    }
    return null;
}

public static IActivityManager getService() {
    return IActivityManagerSingleton.get(); //得到的就是ActivityManager
}
//单例
private static final Singleton<IActivityManager> IActivityManagerSingleton =
    new Singleton<IActivityManager>() {
    @Override
    protected IActivityManager create() {
        final IBinder b = ServiceManager.getService(Context.ACTIVITY_SERVICE);
        final IActivityManager am = IActivityManager.Stub.asInterface(b);
        return am;
    }
};

然后会调用IBinder底层方法，进行Activity的启动，这里就不做太深的描述了，以后谈到Activity的启动流程的时候，通过源码，再详细看看。

通过IBinder底层方法后，会调用ActivityThread方法来启动Activity。

ActivityThread

private Activity performLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) {
  // System.out.println("##### [" + System.currentTimeMillis() + "] ActivityThread.performLaunchActivity(" + r + ")");
 .......
  Activity activity = null;
  try {
      //通过ClassLoader加载Activity
      java.lang.ClassLoader cl = appContext.getClassLoader();
      //newActivity
      activity = mInstrumentation.newActivity(
          cl, component.getClassName(), r.intent);
      StrictMode.incrementExpectedActivityCount(activity.getClass());
      r.intent.setExtrasClassLoader(cl);
      r.intent.prepareToEnterProcess();
      if (r.state != null) {
          r.state.setClassLoader(cl);
      }
  } catch (Exception e) {
      if (!mInstrumentation.onException(activity, e)) {
          throw new RuntimeException(
              "Unable to instantiate activity " + component
              + ": " + e.toString(), e);
      }
  }
  .....
  return activity;
}

Instrumentation

public Activity newActivity(ClassLoader cl, String className,Intent intent)
  throws InstantiationException, IllegalAccessException,ClassNotFoundException {
  //通过classLoader加载class
  return (Activity)cl.loadClass(className).newInstance();
}

通过寻找appContext.getClassLoader()方法，我们可以知道，系统会去创建一个系统的ClassLoader

@Override
public ClassLoader getClassLoader() {
  //不管是mClassLoader,mPackageInfo.getClassLoader，最后调用的都是ClassLoader.getSystemCloader()获取的classLoader一样
  return mClassLoader != null ? mClassLoader : (mPackageInfo != null ? mPackageInfo.getClassLoader() : ClassLoader.getSystemClassLoader());
}

ClassLoader

private static ClassLoader createSystemClassLoader() {
  String classPath = System.getProperty("java.class.path", ".");
  String librarySearchPath = System.getProperty("java.library.path", "");
//PathClassLoader
  return new PathClassLoader(classPath, librarySearchPath, BootClassLoader.getInstance());
}

从上面的代码可以看出，ClassLoader.getSystemClassLoader()创建的是一个PathClassLoader实例。

PathClassLoader

PathClassLoader继承了BaseDexClassLoader

public class PathClassLoader extends BaseDexClassLoader {
  public PathClassLoader(String dexPath, ClassLoader parent) {
      super((String)null, (File)null, (String)null, (ClassLoader)null);
      throw new RuntimeException("Stub!");
  }

  public PathClassLoader(String dexPath, String librarySearchPath, ClassLoader parent) {
      super((String)null, (File)null, (String)null, (ClassLoader)null);
      throw new RuntimeException("Stub!");
  }
}

BaseDexClassLoader

public class BaseDexClassLoader extends ClassLoader {
  public BaseDexClassLoader(String dexPath, File optimizedDirectory, String librarySearchPath, ClassLoader parent) {
      throw new RuntimeException("Stub!");
  }

  //这个就是我们需要的findClass
  protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
      throw new RuntimeException("Stub!");
  }
  ....
}

由于BaseDexClassLoader在我们下载的Android SDK是隐藏的，所以我们需要去查看没有阉割版的源码。在这里我提供两个地址：

源码查看网站 Android 8.0源码

通过源码，我们可以看到：

public class BaseDexClassLoader extends ClassLoader {
  /* @NonNull */ private static volatile Reporter reporter = null;

  private final DexPathList pathList;

  public BaseDexClassLoader(String dexPath, File optimizedDirectory,
                            String librarySearchPath, ClassLoader parent) {
      super(parent);
      this.pathList = new DexPathList(this, dexPath, librarySearchPath, null);

      if (reporter != null) {
          reporter.report(this.pathList.getDexPaths());
      }
  }

  public BaseDexClassLoader(ByteBuffer[] dexFiles, ClassLoader parent) {
      // TODO We should support giving this a library search path maybe.
      super(parent);
      this.pathList = new DexPathList(this, dexFiles);
  }

  @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;
  }
}

BaseDexClassLoader调用的findClass()中调用了DexPathList中的findClass()。

DexPathList

final class DexPathList {
  private Element[] dexElements;
  public Class<?> findClass(String name, List<Throwable> suppressed) {
      for (Element element : dexElements) {
          Class<?> clazz = element.findClass(name, definingContext, suppressed);
          if (clazz != null) { //遍历dexElements，找到就立马返回
              return clazz;
          }
      }

      if (dexElementsSuppressedExceptions != null) {
          suppressed.addAll(Arrays.asList(dexElementsSuppressedExceptions));
      }
      return null;
  }
}

Activity加载核心

类：PathDexClassLoader —> BaseDexClassLoader —> ClassLoader
方法： BaseDexClassLoader.findClass() –> DexPathList.findClass()—> 遍历dexElements

自定义实现

public void addFixDex(@NonNull String dexPath) throws Exception {
    //判断路径是否为空
    if (TextUtils.isEmpty(dexPath)) {
        throw new IllegalArgumentException("dexPath is null");
    }
    //判断文件是否存在
    File src = new File(dexPath);
    if (!src.exists()) {
        throw new FileNotFoundException(dexPath);
    }

    File dest = new File(mDexRootDir, src.getName());
    //判断文件是否已经被加载
    if (dest.exists()) {
        Log.d(TAG, "dex [" + dexPath + "] has already loaded");
        return;
    }
    //将文件拷贝到指定的目录
    FileUtils.copyFile(src, dest);
    //获取app的classLoader
    ClassLoader appClassLoader = mContext.getClassLoader();
    //获取BaseDexClassLoader中的pathList 字段
    Field pathListField = BaseDexClassLoader.class.getDeclaredField("pathList");
    pathListField.setAccessible(true); //设置可访问 
    Object pathList = pathListField.get(appClassLoader); //得到pathList的值
    //通过反射获取DexPathList中的dexElements字段
    Field dexElementsField = pathList.getClass().getDeclaredField("dexElements");
    dexElementsField.setAccessible(true); //设置可访问
    Object dexElements = dexElementsField.get(pathList);//得到dexElements

    //创建dex的解压目录
    File optimizedDirectory = new File(mDexRootDir + File.separator + "dex");
    if (!optimizedDirectory.exists()) {//不存在需要创建
        optimizedDirectory.mkdirs(); //创建
    }
    //创建一个BaseDexClassLoader
    BaseDexClassLoader classLoader = new BaseDexClassLoader(
        dest.getAbsolutePath(), //dex的路径
        optimizedDirectory, 
        null, //library的解压目录
        appClassLoader //app的classLoader
    );
    //通过classLoader获取fixDex中的pathList的值
    Object fixDexPathList = pathListField.get(classLoader);
    //通过fixDexPathList获取PathDexList中的dexElements中的值
    Object fixDexElements = dexElementsField.get(fixDexPathList);
    //和并dexElements
    Object object = combineDexElements(dexElements, fixDexElements);
    //将合并的重新设置给appClassLoader所在的dexElements中
    dexElementsField.set(pathList, object);
    Log.d(TAG, "完成");
}

上面只是一个初略的实现。具体代码：androidFix

个人博客：https://xiaowujiang.cn 欢迎访问。

posted @ 2018-04-02 17:42 jxiaow 阅读(67) 评论(0) 编辑收藏举报

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