漫談Android元件化及Web化

安卓的動態化主要包含三個部分，分別是元件化、外掛化、模組化。模組化很容易理解，指的是為了解耦將某一個功能拆分成獨立的模組，最常見的模組有網路模組和下載模組。外掛化和元件化的概念就比較模糊，不同的框架所做的定義都不一樣，它們之間的邊界也不太明顯。

上圖是某App對外掛化和元件化的理解圖示，左面表示的是元件化，右邊表示的是外掛化。元件化的機器人是由多個元件構成，外掛化的機器人是一個整體可以進行分發。

這張示意圖乍看沒什麼問題，但是其實還是存在漏洞，比如當元件化的機器人某一部分變的足夠大的時候，該部分其實可以脫離出來成為新的機器人，而當外掛化機器人功能越來越弱小的時候也可以演變從一個元件。總的來說元件化和外掛化的邊界並不是很明顯，只是根據站的角度和處理問題的方法不同而產生的概念性上的定義。

Android動態化需要解決4個問題，分別是Dex載入、資源載入、SO載入、四大元件載入。下文將介紹這四個問題所涉及的安卓的具體部分。

Dex是安卓編譯後的產物，Java會被編譯成class，安卓則對這些class檔案進行壓縮處理得到一個Dex。安卓的資源比較多，有圖片、佈局檔案、動畫等。SO是安卓的動態連結庫，一般由C或者C++寫成。安卓的四大元件Activity，Service，Content Provider，BroadcastReceiver必須在AndroidManifest.xml配置檔案中宣告才能夠正常載入。

目前主流的動態化框架有Atlas、RePlugin、DroidPlugin、VirtualAPK，除開Atlas將自己定義為元件化框架外，其他三個都將自己定義為外掛化框架。根據個人的觀察發現，他們主要的區別在於對安卓的四大元件的處理上，Atlas是先定義這些元件再通過打包的方式處理。但是去年Atlas也做了一些外掛化的處理，這使得目前的這四個框架都涉及到了外掛化。

相信大家都經常遇到產品的某些需求要緊急上線的情況，但是App不同於H5開發那樣可以隨時發版，需要經過眾多的渠道進行釋出，而如果能夠做到動態發版，對整個產品的演進和動態開發都會有比較好的推進作用。

另外減少包體積同樣也很重要，一般同個App，iOS的包體積會比Android的更大，這是由於iOS無法進行原生程式碼的動態下發，而國內的安卓渠道稽核相對比較鬆一些。還有一個需要關注的是熱修復，它可以讓我們即時的修復線上的BUG。

上文提到的這三點其實就是元件化和外掛化共同目的，只不過他們在實現手段上有所不同。一般元件是和主工程一起打包，外掛則可以獨立打包、另外元件需要藉助打包完成更多工作。

前面提到過外掛化要解決的其中一個問題就是Dex載入。在Java中可以通過ClassLoader載入class檔案，安卓方面則提供了BaseDexClassLoader。BaseDexClassLoader內部有很多DexFile，它是Dex的檔案描述，要想實現類載入，可以直接將外掛的DexFile前插到BaseDexClassLoader。這種方式就是單類載入器。

安卓中系統類由BootClassLoader載入，PathClassLoader繼承自BootClassLoader，載入的是App類。Altlas為了實現類載入，將PathClassLoader替換為了自己的ClassLoader——DelegateClassLoader，這時所有類的載入都會經過DelegateClassLoader，且每個外掛都由獨立的PluginClassLoader載入，這些類的查詢則由DelegateClassLoader完成。這種方式是多類載入器。

安卓在打包的時候會為每個資源分配一個32位Int型的ID，採用16進製表示。0x後面是類似PPTTEEEE的形式，TT代表類別，EEEE代表條目，安卓中所有打包資源ID的PP都是7F。

安卓中的資源載入有兩種方式，第一種是資源隔離。指的是每個外掛由不同的Resources物件載入資源（安卓中通過Resources物件獲取資源），這是為了避免由於資源ID相同造成的資源衝突問題。

第二個資源載入方式是資源分割槽，它通過修改安卓的打包工具，使得可以變更資源ID的PP，已達到避免ID重複的目的。

對比這兩種方式可以發現，資源隔離的好處在於不需要修改打包工具， 畢竟打包工具是使用C++寫的，維護起來也比較麻煩（aapt2已經支援資源分割槽）。資源分割槽的優勢在於能夠資源共用，因為它可以共用一個Resources物件，同時還可以避免資源衝突。

四大元件的載入同樣有兩種方式。一種是通過合併manifest資訊方式，比如手動拷貝或者打包，將外掛Menifest資訊合併入主APP。另一種是事先宣告空的四大元件，再通過Hock掉系統的入口來啟動四大元件。

雖然動態框架在國內很流行，但國外對此卻不是很熱衷，他們更多的還是使用React Native。

國內的動態框架主要是研究如何通過反射呼叫或者Hock掉系統API來達到目的，不過系統API的呼叫其實存在著風險，因為每個版本的私有API的變動都是挺大的。為此Google也提供了一種動態框架——Instant，它通過Google Play Service載入，即有外掛化也有元件化的特點，通過aapt2來完成資源分割槽，對於四大元件的載入採用預埋、代理的方式啟動Activity service。

一般App的活動頁都是使用H5開發，因為H5可以進行動態更新。但是H5體驗上還是不如Native，在動畫以及一些高階功能方面也不夠強。

而元件化也存在著問題，在最新發布的Android P版本中限制了對私有API的訪問，一旦訪問私有API 應用就會崩潰。雖然可以通過某些技術手段攻克這一限制，但是其實還有另一種方式——SPA（單頁面應用）。 對於Web端的SPA，它只有一個HTML檔案，然後通過JS渲染，以達到在一個HTML的進行頁面跳轉的目的。

下面來看下Android中的web化。

首先是React Native。React Native中每個頁面都是一個View，且都在Activity中，它通過控制View的切換來進行頁面跳轉。

Android提供了一種佈局容器——Fragment，Activity可以承載很多Fragment，通過切換Fragment也可以達到頁面切換的效果。這就是Android Native的web化。

Android Native web實現的核心是多類載入器、資源隔離以及context替換。

因為要保證命名和混淆規則不能出現同一個類名，所以無法使用單類載入器。多類載入器由於採用不同ClassLoader載入外掛，因此不用顧慮命名是否重複。

Context替換指的是將Fragment中的Context替換成我們自定義的Context。Fragment中所有的類和資源都是通過Context訪問，而通過自定義Context就能達到動態載入Activity外部外掛的目的。