Android插件实例——360 DroidPlugin详解

来源:互联网 发布:人工智能的利弊辩论 编辑:程序博客网 时间:2024/06/01 07:20

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在中国找到钱不难,但你的一个点子不意味着是一个创业。你谈一个再好的想法,比如我今天谈一个创意说,新浪为什么不收购GOOGLE呢?这个创意很好。新浪一收购GOOGLE,是不是新浪就变成老大了?你从哪儿弄来钱?怎么去整合GOOGLE呢;

之前写过有关于Android 插件方向的文章,解析了一下Android的插件原理与运行方式。很多小伙伴都问我,为什么不把我制作的插件放到Github上,让大家共享一下。

我只能说,大哥啊,这个插件是我在公司研发的时候制作的,商业机密,不能开源啊。

刚好,最近逛github的时候,看到了奇虎360手机助手团队的一个Android插件开源项目。今天,我们就具体的分析一下它的原理与实现逻辑。让大家更清楚的了解,一个Android插件的构造。


360 Android 插件项目 DroidPlugin

这个框架是奇虎360手机助手团队,最近在github上开源出来的Android插件框架。这种精神是很值得鼓励的。

github地址为: https://github.com/Qihoo360/DroidPlugin

好,一下纯属引入了官方的说明:

说明

DroidPlugin是360手机助手在Android系统上实现了一种新的插件机制: 
它可以在无需安装、修改的情况下运行APK文件,此机制对改进大型APP的架构,实现多团队协作开发具有一定的好处。

特点

  1. 支持Androd 2.3以上系统

  2. 插件APK完全不需做任何修改,可以独立安装运行、也可以做插件运行。要以插件模式运行某个APK,你无需重新编译、无需知道其源码。

  3. 插件的四大组件完全不需要在Host程序中注册,支持Service、Activity、BroadcastReceiver、ContentProvider四大组件

  4. 插件之间、Host程序与插件之间会互相认为对方已经”安装”在系统上了。

  5. API低侵入性:极少的API。HOST程序只是需要一行代码即可集成Droid Plugin

  6. 超强隔离:插件之间、插件与Host之间完全的代码级别的隔离:不能互相调用对方的代码。通讯只能使用Android系统级别的通讯方法。

  7. 支持所有系统API 资源完全隔离:插件之间、与Host之间实现了资源完全隔离,不会出现资源窜用的情况。

  8. 实现了进程管理,插件的空进程会被及时回收,占用内存低。

  9. 插件的静态广播会被当作动态处理,如果插件没有运行(即没有插件进程运行),其静态广播也永远不回被触发。

那么这个插件框架,和我们之前所说的插件框架,有什么特点?它的实现方式是什么样的?这里我们从源码来分析一下。


插件原理——DexClassLoader

之前,我们也讨论过,一个Android的apk插件是个什么形式。主要是三点,我总结如下: 
- DexLoader动态的加载dex文件进入vm 
- AndroidManifest.xml中预注册一些将要使用的四大组件(方法很low,其实有更好的) 
- 针对四大组件,分别进行抽象代理,proxy 
- Apk安装还需要单独处理native的,so文件。 
- 宿主需要处理好Resource,保证R文件的正确使用。

360这个Android插件系统是否和我们之前讨论的类似呢?这里我们从IPluginManagerImpl.Java文件中,我们能够看到其真正的安装apk插件的方法——installPackage。具体方法详解如下所示:

    /**      * @param filepath 插件Apk的路径      * @param flags Flag      *       */    @Override    public int installPackage(String filepath, int flags) throws RemoteException {        //install plugin        String apkfile = null;        try {            // 验证合法性            PackageManager pm = mContext.getPackageManager();            PackageInfo info = pm.getPackageArchiveInfo(filepath, 0);            if (info == null) {                return PackageManagerCompat.INSTALL_FAILED_INVALID_APK;            }            apkfile = PluginDirHelper.getPluginApkFile(mContext, info.packageName);            if ((flags & PackageManagerCompat.INSTALL_REPLACE_EXISTING) != 0) {                // 新安装的插件                // 停止,删除插件的缓存                forceStopPackage(info.packageName);                if (mPluginCache.containsKey(info.packageName)) {                    deleteApplicationCacheFiles(info.packageName, null);                }                new File(apkfile).delete();                Utils.copyFile(filepath, apkfile);                PluginPackageParser parser = new PluginPackageParser(mContext, new File(apkfile));                parser.collectCertificates(0);                PackageInfo pkgInfo = parser.getPackageInfo(PackageManager.GET_PERMISSIONS | PackageManager.GET_SIGNATURES);                // 验证申请的permission,宿主中是否存在,不存在不让安装。                if (pkgInfo != null && pkgInfo.requestedPermissions != null && pkgInfo.requestedPermissions.length > 0) {                    for (String requestedPermission : pkgInfo.requestedPermissions) {                        boolean b = false;                        try {                            b = pm.getPermissionInfo(requestedPermission, 0) != null;                        } catch (NameNotFoundException e) {                        }                        if (!mHostRequestedPermission.contains(requestedPermission) && b) {                            Log.e(TAG, "No Permission %s", requestedPermission);                            new File(apkfile).delete();                            return PluginManager.INSTALL_FAILED_NO_REQUESTEDPERMISSION;                        }                    }                }                // 保存签名                saveSignatures(pkgInfo);//                if (pkgInfo.reqFeatures != null && pkgInfo.reqFeatures.length > 0) {//                    for (FeatureInfo reqFeature : pkgInfo.reqFeatures) {//                        Log.e(TAG, "reqFeature name=%s,flags=%s,glesVersion=%s", reqFeature.name, reqFeature.flags, reqFeature.getGlEsVersion());//                    }//                }                // 拷贝插件中的native库文件。                copyNativeLibs(mContext, apkfile, parser.getApplicationInfo(0));                // opt Dex文件,并使用DexClassLoader动态的载入类代码。                dexOpt(mContext, apkfile, parser);                mPluginCache.put(parser.getPackageName(), parser);                // 回调函数,通知插件安装                mActivityManagerService.onPkgInstalled(mPluginCache, parser, parser.getPackageName());                sendInstalledBroadcast(info.packageName);                return PackageManagerCompat.INSTALL_SUCCEEDED;            } else {                // 以下是插件,覆盖安装的过程。即更新的过程。与新安装类似。不做解释了。                if (mPluginCache.containsKey(info.packageName)) {                    return PackageManagerCompat.INSTALL_FAILED_ALREADY_EXISTS;                } else {                    forceStopPackage(info.packageName);                    new File(apkfile).delete();                    Utils.copyFile(filepath, apkfile);                    PluginPackageParser parser = new PluginPackageParser(mContext, new File(apkfile));                    parser.collectCertificates(0);                    PackageInfo pkgInfo = parser.getPackageInfo(PackageManager.GET_PERMISSIONS | PackageManager.GET_SIGNATURES);                    if (pkgInfo != null && pkgInfo.requestedPermissions != null && pkgInfo.requestedPermissions.length > 0) {                        for (String requestedPermission : pkgInfo.requestedPermissions) {                            boolean b = false;                            try {                                b = pm.getPermissionInfo(requestedPermission, 0) != null;                            } catch (NameNotFoundException e) {                            }                            if (!mHostRequestedPermission.contains(requestedPermission) && b) {                                Log.e(TAG, "No Permission %s", requestedPermission);                                new File(apkfile).delete();                                return PluginManager.INSTALL_FAILED_NO_REQUESTEDPERMISSION;                            }                        }                    }                    saveSignatures(pkgInfo);//                    if (pkgInfo.reqFeatures != null && pkgInfo.reqFeatures.length > 0) {//                        for (FeatureInfo reqFeature : pkgInfo.reqFeatures) {//                            Log.e(TAG, "reqFeature name=%s,flags=%s,glesVersion=%s", reqFeature.name, reqFeature.flags, reqFeature.getGlEsVersion());//                        }//                    }                    copyNativeLibs(mContext, apkfile, parser.getApplicationInfo(0));                    dexOpt(mContext, apkfile, parser);                    mPluginCache.put(parser.getPackageName(), parser);                    mActivityManagerService.onPkgInstalled(mPluginCache, parser, parser.getPackageName());                    sendInstalledBroadcast(info.packageName);                    return PackageManagerCompat.INSTALL_SUCCEEDED;                }            }        } catch (Exception e) {            if (apkfile != null) {                new File(apkfile).delete();            }            handleException(e);            return PackageManagerCompat.INSTALL_FAILED_INTERNAL_ERROR;        }    }
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以下是dexOpt方法的具体内容,简单的贴一下,不做说明了。

    private void dexOpt(Context hostContext, String apkfile, PluginPackageParser parser) throws Exception {        String packageName = parser.getPackageName();        String optimizedDirectory = PluginDirHelper.getPluginDalvikCacheDir(hostContext, packageName);        String libraryPath = PluginDirHelper.getPluginNativeLibraryDir(hostContext, packageName);        ClassLoader classloader = new PluginClassLoader(apkfile, optimizedDirectory, libraryPath, ClassLoader.getSystemClassLoader());//        DexFile dexFile = DexFile.loadDex(apkfile, PluginDirHelper.getPluginDalvikCacheFile(mContext, parser.getPackageName()), 0);//        Log.e(TAG, "dexFile=%s,1=%s,2=%s", dexFile, DexFile.isDexOptNeeded(apkfile), DexFile.isDexOptNeeded(PluginDirHelper.getPluginDalvikCacheFile(mContext, parser.getPackageName())));    }
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占坑——预注册四大组件

360 Android插件DroidPlugin中,主要的四大组件代理方式还是占坑。这里所说的占坑就是指,在AndroidManifest.xml中预注册以下可能会用到的信息。

ps.这个方式不是特别好。如果大家对为什么要预注册这个问题不是很了解,或者不了解为什么不好。可以看一下我的博客,我会持续更新。http://blog.csdn.net/yzzst/article/details/45582315

OK,下面是我们从DroidPlugin的Test项目中,截取出来的AndroidManifest.xml代码,我们看看什么叫占坑,怎么占坑。代码如下所示:

 <application        android:icon="@drawable/ic_launcher"        android:label="@string/app_name"        android:theme="@style/AppTheme" >        <activity            android:name=".MyActivity"            android:label="@string/app_name" >            <intent-filter>                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />            </intent-filter>        </activity>        <activity            android:name=".ServiceTest1"            android:label="服务测试" />        <activity            android:name=".ContentProviderTest"            android:label="ContentProvider测试" />        <activity            android:name=".BroadcastReceiverTest"            android:label="广播测试" />        <activity            android:name=".NotificationTest"            android:label="通知测试" />        <activity            android:name=".ServiceTest2"            android:label="多进程服务测试" />        <activity            android:name=".ContentProviderTest2"            android:label="多进程ContentProvider测试" />        <!-- 预声明不同process的Service -->        <service android:name=".Service1" />        <service android:name=".Service2" />        <service            android:name=".Service3"            android:process=":Process2" />        <service            android:name=".Service4"            android:process=":Process2" />        <!-- 预声明两种process的Provider -->        <provider            android:name=".MyContentProvider1"            android:authorities="com.example.ApiTest.MyContentProvider1" />        <provider            android:name=".MyContentProvider2"            android:authorities="com.example.ApiTest.MyContentProvider2"            android:process=":Process2" />        <receiver android:name=".StaticBroadcastReceiver" >            <intent-filter>                <action android:name="com.example.ApiTest.StaticBroadcastReceiver" />            </intent-filter>        </receiver>        <!-- 预声明各种launchMode的Activity -->        <activity            android:name=".StandardActivity"            android:label="@string/title_activity_standard" />        <activity            android:name=".SingleTopActivity"            android:label="@string/title_activity_single_top"            android:launchMode="singleTop" />        <activity            android:name=".SingleTaskActivity"            android:label="@string/title_activity_single_task"            android:launchMode="singleTask" />        <activity            android:name=".SingleInstanceActivity"            android:label="@string/title_activity_single_instance"            android:launchMode="singleInstance" />        <activity            android:name=".ActivityTestActivity"            android:label="@string/title_activity_activity_test" >        </activity></application>
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大家都看的出来,虽然简单的插件已经完全够用了。但是这种方式确实不是很好。


Hook 系统API方法

DroidPlugin中最重要的就是,为了让插件中的方法能够正确的调用。DroidPlugin把所有的,方法都在内部Hook并替换掉了。

等等,为什么不能够正确的调用? 
因为,这个是一个插件系统,Activity是虚拟Proxy出来的。四大组件,并不是真正的,即Context拿到不一定是真的。系统也不会有此类的回调。所以,很多单例都需要Context才能使用。 
比如:InputMethodManager.getInstance(Context context);

这时,插件中的代码将不能够直接运行。当然,还有其他原因。

具体的替换和操作方法,我们能够在 HookFactory.java文件中installHook方法中,看到整个DroidPlugin的具体操作如下所示:

public final void installHook(Context context, ClassLoader classLoader) throws Throwable {        installHook(new IClipboardBinderHook(context), classLoader);        //for INotificationManager        installHook(new INotificationManagerBinderHook(context), classLoader);        installHook(new IMountServiceBinder(context), classLoader);        installHook(new IAudioServiceBinderHook(context), classLoader);        installHook(new IContentServiceBinderHook(context), classLoader);        installHook(new IWindowManagerBinderHook(context), classLoader);        if (VERSION.SDK_INT >= VERSION_CODES.LOLLIPOP_MR1) {            installHook(new IGraphicsStatsBinderHook(context), classLoader);        }        if (VERSION.SDK_INT >= VERSION_CODES.KITKAT) {            installHook(new IMediaRouterServiceBinderHook(context), classLoader);        }        if (VERSION.SDK_INT >= VERSION_CODES.LOLLIPOP) {            installHook(new ISessionManagerBinderHook(context), classLoader);        }        if (VERSION.SDK_INT >= VERSION_CODES.JELLY_BEAN_MR2) {            installHook(new IWifiManagerBinderHook(context), classLoader);        }        if (VERSION.SDK_INT >= VERSION_CODES.JELLY_BEAN_MR2) {            installHook(new IInputMethodManagerBinderHook(context), classLoader);        }        installHook(new IPackageManagerHook(context), classLoader);        installHook(new IActivityManagerHook(context), classLoader);        installHook(new PluginCallbackHook(context), classLoader);        installHook(new InstrumentationHook(context), classLoader);        installHook(new LibCoreHook(context), classLoader);        installHook(new SQLiteDatabaseHook(context), classLoader);    }
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限制和缺陷

Ok,说到最后,还是得称赞一下360。国内大公司开源的使用框架原来越少了。他们的这一举动确实是造福了目前的Android开发者。

但是,对于DroidPlugin来说,目前还存在一下几种不足和缺点:

  1. 无法在插件中发送具有自定义资源的Notification,例如: a. 带自定义RemoteLayout的Notification b. 
    图标通过R.drawable.XXX指定的通知(插件系统会自动将其转化为Bitmap)

  2. 无法在插件中注册一些具有特殊Intent 
    Filter的Service、Activity、BroadcastReceiver、ContentProvider等组件以供Android系统、已经安装的其他APP调用。

  3. 对Activity的LaunchMode支持不够好,Activity 
    Stack管理存在一定缺陷。Activity的onNewIntent函数可能不会被触发。 (此为BUG,未来会修复)

  4. 缺乏对Native层的Hook,对某些带native代码的apk支持不好,可能无法运行。比如一部分游戏(cocos2d、Unity3D开发的游戏估计都用不了)无法当作插件运行。


当然,看我说的再多,也只是我的个人理解,有兴趣的同学,直接去github clone一份代码阅读阅读吧。

github地址为: https://github.com/Qihoo360/DroidPlugin

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