Android熱更新實現原理

原文出處：http://blog.csdn.net/lzyzsd/article/details/49843581 

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

1. @Override
2. protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
3.     List<Throwable> suppressedExceptions = new ArrayList<Throwable>();
4.     Class c = pathList.findClass(name, suppressedExceptions);
5.     if (c == null) {
6.         ClassNotFoundException cnfe = new ClassNotFoundException("Didn't find class \"" + name + "\" on path: " + pathList);
7.         for (Throwable t : suppressedExceptions) {
8.             cnfe.addSuppressed(t);
9.         }
10.         throw cnfe;
11.     }
12.     return c;
13. }

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：

1. public Class findClass(String name, List<Throwable> suppressed) {
2.     for (Element element : dexElements) {
3.         DexFile dex = element.dexFile;
4.  
5.         if (dex != null) {
6.             Class clazz = dex.loadClassBinaryName(name, definingContext, suppressed);
7.             if (clazz != null) {
8.                 return clazz;
9.             }
10.         }
11.     }
12.     if (dexElementsSuppressedExceptions != null) {
13.         suppressed.addAll(Arrays.asList(dexElementsSuppressedExceptions));
14.     }
15.     return null;
16. }

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。

1. 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。

實現

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

1. private static synchronized Boolean injectAboveEqualApiLevel14(
2.             String dexPath, String defaultDexOptPath, String nativeLibPath, String dummyClassName) {
3.     Log.i(TAG, "--> injectAboveEqualApiLevel14");
4.     PathClassLoader pathClassLoader = (PathClassLoader) DexInjector.class.getClassLoader();
5.     DexClassLoader dexClassLoader = new DexClassLoader(dexPath, defaultDexOptPath, nativeLibPath, pathClassLoader);
6.     try {
7.         dexClassLoader.loadClass(dummyClassName);
8.         Object dexElements = combineArray(
9.                 getDexElements(getPathList(pathClassLoader)),
10.                 getDexElements(getPathList(dexClassLoader)));
11.  
12.  
13.         Object pathList = getPathList(pathClassLoader);
14.         setField(pathList, pathList.getClass(), "dexElements", dexElements);
15.     } catch (Throwable e) {
16.         e.printStackTrace();
17.         return false;
18.     }
19.     Log.i(TAG, "<-- injectAboveEqualApiLevel14 End.");
20.     return true;
21. }

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:

• QZone的部落格

• 百度的同學的實現 HotFix

• 點評的同學的實現 Nuwa

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