Android 熱更新實現原理及程式碼分析

大頭鬼Bruce發表於2015-11-15
Android

最近Android社群的氛圍很不錯嘛，連續放出一系列的Android動態載入外掛和熱更新庫，這篇文章就來介紹一下Android中實現熱更新的原理。

ClassLoader

我們知道Java在執行時載入對應的類是通過ClassLoader來實現的，ClassLoader本身是一個抽象來，Android中使用PathClassLoader類作為Android的預設的類載入器，

PathClassLoader其實實現的就是簡單的從檔案系統中載入類檔案。PathClassLoade本身繼承自BaseDexClassLoader，BaseDexClassLoader重寫了findClass方法，

該方法是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;
}

看原始碼可知，BaseDexClassLoader將findClass方法委託給了pathList物件的findClass方法，pathList物件是在BaseDexClassLoader的建構函式中new出來的，它的型別是DexPathList。看下DexPathList.findClass原始碼是如何做的：

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;
}

直接就是遍歷dexElements列表，然後通過呼叫element.dexFile物件上的loadClassBinaryName方法來載入類，如果返回值不是null，就表示載入類成功，會將這個Class物件返回。而dexElements物件是在DexPathList類的建構函式中完成初始化的。

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

makeDexElements所做的事情就是遍歷我們傳遞來的dexPath，然後一次載入每個dex檔案。

上面分析了Android中的類的載入的流程，可以看出來DexPathList物件中的dexElements列表是類載入的一個核心，一個類如果能被成功載入，那麼它的dex一定

會出現在dexElements所對應的dex檔案中，並且dexElements中出現的順序也很重要，在dexElements前面出現的dex會被優先載入，一旦Class被載入成功，

就會立即返回，也就是說，我們的如果想做hotpatch，一定要保證我們的hotpacth dex檔案出現在dexElements列表的前面。

要實現熱更新，就需要我們在執行時去更改PathClassLoader.pathList.dexElements，由於這些屬性都是private的，因此需要通過反射來修改。另外，構造我們自己的dex檔案

所對應的dexElements陣列的時候，我們也可以採取一個比較取巧的方式，就是通過構造一個DexClassLoader物件來載入我們的dex檔案，並且呼叫一次dexClassLoader.loadClass(dummyClassName);

方法，這樣，dexClassLoader.pathList.dexElements中，就會包含我們的dex，通過把dexClassLoader.pathList.dexElements插入到系統預設的classLoader.pathList.dexElements列表前面，就可以讓系統優先載入我們的dex中的類，從而可以實現熱更新了。下面展示一部分程式碼

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請參考我的 GitHub

上面只是說了一下hotpatch的原理，具體實現的時候，如果你的app應用了multidex，還會遇到其他的坑，請參考:

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