Android热修复

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一、什么是热修复

热修复说白了就是”打补丁”，比如你们公司上线一个app，用户反应有重大bug,需要紧急修复。如果按照通
常做法,那就是程序猿加班搞定bug,然后测试,重新打包并发布。这样带来的问题就是成本高,效率低。于是,热
修复就应运而生.一般通过事先设定的接口从网上下载无Bug的代码来替换有Bug的代码。这样就省事多了,用
户体验也好。

二、热修复的原理

1.Android的类加载机制

Android的类加载器分为两种,PathClassLoader和DexClassLoader，两者都继承自BaseDexClassLoader

PathClassLoader代码位于libcore\dalvik\src\main\Java\dalvik\system\PathClassLoader.java
DexClassLoader代码位于libcore\dalvik\src\main\java\dalvik\system\DexClassLoader.java
BaseDexClassLoader代码位于libcore\dalvik\src\main\java\dalvik\system\BaseDexClassLoader.java

• PathClassLoader

• 用来加载系统类和应用类

• DexClassLoader

  用来加载jar、apk、dex文件.加载jar、apk也是最终抽取里面的Dex文件进行加载.

  

2.热修复机制

看下PathClassLoader代码

public class PathClassLoader extends BaseDexClassLoader {    public PathClassLoader(String dexPath, ClassLoader parent) {        super(dexPath, null, null, parent);    }    public PathClassLoader(String dexPath, String libraryPath,            ClassLoader parent) {        super(dexPath, null, libraryPath, parent);    }} 

DexClassLoader代码

public class DexClassLoader extends BaseDexClassLoader {    public DexClassLoader(String dexPath, String optimizedDirectory, String libraryPath, ClassLoader parent) {        super(dexPath, new File(optimizedDirectory), libraryPath, parent);    }}

两个ClassLoader就两三行代码,只是调用了父类的构造函数.

public class BaseDexClassLoader extends ClassLoader {    private final DexPathList pathList;    public BaseDexClassLoader(String dexPath, File optimizedDirectory,            String libraryPath, ClassLoader parent) {        super(parent);        this.pathList = new DexPathList(this, dexPath, libraryPath, optimizedDirectory);    }    @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;    }

在BaseDexClassLoader 构造函数中创建一个DexPathList类的实例,这个DexPathList的构造函数会创建一个dexElements 数组

public DexPathList(ClassLoader definingContext, String dexPath, String libraryPath, File optimizedDirectory) {        ...         this.definingContext = definingContext;        ArrayList<IOException> suppressedExceptions = new ArrayList<IOException>();        //创建一个数组        this.dexElements = makeDexElements(splitDexPath(dexPath), optimizedDirectory, suppressedExceptions);        ...     }

然后BaseDexClassLoader 重写了findClass方法,调用了pathList.findClass，跳到DexPathList类中.

/* package */final class DexPathList {    ...    public Class findClass(String name, List<Throwable> suppressed) {            //遍历该数组        for (Element element : dexElements) {            //初始化DexFile            DexFile dex = element.dexFile;            if (dex != null) {                //调用DexFile类的loadClassBinaryName方法返回Class实例                Class clazz = dex.loadClassBinaryName(name, definingContext, suppressed);                if (clazz != null) {                    return clazz;                }            }        }               return null;    }    ...} 

会遍历这个数组,然后初始化DexFile，如果DexFile不为空那么调用DexFile类的loadClassBinaryName方法返回Class实例.
归纳上面的话就是:ClassLoader会遍历这个数组,然后加载这个数组中的dex文件.
而ClassLoader在加载到正确的类之后,就不会再去加载有Bug的那个类了,我们把这个正确的类放在Dex文件中,让这个Dex文件排在dexElements数组前面即可.

这里有个问题,可参考QQ空间团队的 安卓App热补丁动态修复技术介绍
概括来讲:如果引用者和被引用者的类(直接引用关系)在同一个Dex时,那么在虚拟机启动时,被引用类就会被打上CLASS_ISPREVERIFIED标志,这样被引用的类就不能进行热修复操作了.
那么我们就要阻止被引用类打上CLASS_ISPREVERIFIED标志.QQ空间的方法是在所有引用到该类的构造函数中插入一段代码,代码引用到别的类.

三、热修复的例子

我用的是阿里开源的热修复框架AndFix热修复框架地址

其实它的原理也是动态加载class文件,然后调用反射完成修复.可参考我上一篇写的
Java的ClassLoader加载机制

AndFix是 “Android Hot-Fix”的缩写。它支持Android 2.3到6.0版本，并且支持arm与X86系统架构的设备。完美支持Dalvik与ART的Runtime。AndFix 的补丁文件是以 .apatch 结尾的文件。

我这是用eclipse写的Demo.

1.把AndFix抽取成library依赖的形式

2.新建一个AndFixDemo项目,依赖AndFix这个library

2.1

新建一个MyApplication继承Application

public class MyApplication extends Application {    private static final String TAG = “MyApplication”;    /**     * apatch文件     */    private static final String APATCH_PATH = “/Dennis.apatch”;    private PatchManager mPatchManager;    @Override    public void onCreate() {        super.onCreate();        // 初始化        mPatchManager = new PatchManager(this);        mPatchManager.init(“1.0”); // 版本号        // 加载 apatch        mPatchManager.loadPatch();        //apatch文件的目录        String patchFileString = Environment.getExternalStorageDirectory().getAbsolutePath() + APATCH_PATH;        File apatchPath = new File(patchFileString);        if (apatchPath.exists()) {            Log.i(TAG, “补丁文件存在”);            try {                //添加apatch文件                mPatchManager.addPatch(patchFileString);            } catch (IOException e) {                Log.i(TAG, “打补丁出错了”);                e.printStackTrace();            }        } else {            Log.i(TAG, “补丁文件不存在”);        }    }}
实际当中肯定是通过网络接口下载apatch文件,我这里为了方便演示就放在了SD卡根目录
2.2
在MainActivity用一个按钮弹出吐司,上面是有Bug的代码,下面是修正后的代码
分别打包成Bug.apk和NoBug.apk
2.3
然后要用到一个生成补丁的工具apkpatch
解压
_MACOSX是给OSX系统用的 
.bat是给window系统用的
我用得是.bat
把之前生成的Bug.apk和NoBug.apk，还有打包所使用的keystore文件放到apkpatch-1.0.3目录下 
打开cmd,进入到apkpatch-1.0.3目录下,输入如下指令
apkpatch.bat -f NoBug.apk -t Bug.apk -o Dennis -k keystore -p 111111 -a 111111 -e 111111
每个参数含义如下
-f      新版本的apk 
-t  旧版本的apk 
-o      输出apatch文件的文件夹,可以随意命名 
-k      打包的keystore文件名 
-p  keystore的密码 
-a      keystore 用户别名 
-e      keystore 用户别名的密码
如果出现add modified …….就表示成功了,去apkpatch-1.0.3目录看下,新增了Dennis目录
我把这个文件改为Dennis.apatch 
2.4
手机装上Bug.apk运行起来
然后把Dennis.apatch 放到SD卡根目录,退出app,再进入,按下按钮
最后附上Demo还有apk和apatch 文件          打开链接