Android应用程序插件化研究之dexmaker动态生成Activity

来源：互联网发布：中国网络企业编辑：程序博客网时间：2024/05/08 04:07

最近在研究Android应用的插件化开发，插件化都是在解决以下几个问题：

如何把插件apk中的代码和资源加载到当前虚拟机。
如何把插件apk中的四大组件注册到进程中。
如何防止插件apk中的资源和宿主apk中的资源引用冲突。

我们已经解决了如何把apk中的代码和资源加载到当前应用的问题，上一篇文章中使用代理的方式实现了插件Activity的注册，demo完成了插件框架的最简单的雏形。但是我们也说到代理方式实现的缺陷，于是本章继续来研究第二种中实现思路：“占坑”。

启动Activity是一个复杂的过程，有很多环节：Activity.startActivity()->Activity.startActivityForResult()->Instrument.excuteStartActivity()->ASM.startActivity()。大概又这么几个环节，详细了解可以参考文章：《深入理解Activity的启动过程》。所谓“占坑”在宿主端的AndroidManifest.xml注册一个不存在的Activity，可以取名为StubActivity，同样启动插件的Activity都是启动StubActivity，然后在启动Activity的某个环节，我们找个“临时”演员来代替StubActivity，这个临时演员就是插件中定义的Activity，这叫“瞒天过海”。如何找“临时”演员？本章要讲的重点：使用 dexmaker 临时改造插件Activity。

什么是dexmaker

github地址：https://github.com/crittercism/dexmaker

“A Java-language API for doing compile time or runtime code generation targeting the Dalvik VM. Unlike cglib or ASM, this library creates Dalvik .dex files instead of Java .class files.
It has a small, close-to-the-metal API. This API mirrors the Dalvik bytecode specification giving you tight control over the bytecode emitted. Code is generated instruction-by-instruction; you bring your own abstract syntax tree if you need one. And since it uses Dalvik's dx tool as a backend, you get efficient register allocation and regular/wide instruction selection for free.”

简单来说就是dexmaker是运行在Android Dalvik VM上，利用Java编写，来动态生成DEX字节码的API。为我们在Android上实现AOP编程提供了很好的选择。

下面是dexmaker github的一个例子：
动态生成一个叫做HelloWorld的类，其中有个方法：hello

/** * Generates Dalvik bytecode equivalent to the following method. *    public static void hello() { *        int a = 0xabcd; *        int b = 0xaaaa; *        int c = a - b; *        String s = Integer.toHexString(c); *        System.out.println(s); *        return; *    } */

实现代码：

public final class HelloWorldMaker {public static void main(String[] args) throws Exception {    DexMaker dexMaker = new DexMaker();    // Generate a HelloWorld class.    TypeId<?> helloWorld = TypeId.get("LHelloWorld;");    dexMaker.declare(helloWorld, "HelloWorld.generated", Modifier.PUBLIC, TypeId.OBJECT);    generateHelloMethod(dexMaker, helloWorld);    // Create the dex file and load it.    File outputDir = new File(".");    ClassLoader loader = dexMaker.generateAndLoad(HelloWorldMaker.class.getClassLoader(),            outputDir, outputDir);    Class<?> helloWorldClass = loader.loadClass("HelloWorld");    // Execute our newly-generated code in-process.    helloWorldClass.getMethod("hello").invoke(null);}private static void generateHelloMethod(DexMaker dexMaker, TypeId<?> declaringType) {    // Lookup some types we'll need along the way.    TypeId<System> systemType = TypeId.get(System.class);    TypeId<PrintStream> printStreamType = TypeId.get(PrintStream.class);    // Identify the 'hello()' method on declaringType.    MethodId hello = declaringType.getMethod(TypeId.VOID, "hello");    // Declare that method on the dexMaker. Use the returned Code instance    // as a builder that we can append instructions to.    Code code = dexMaker.declare(hello, Modifier.STATIC | Modifier.PUBLIC);    // Declare all the locals we'll need up front. The API requires this.    Local<Integer> a = code.newLocal(TypeId.INT);    Local<Integer> b = code.newLocal(TypeId.INT);    Local<Integer> c = code.newLocal(TypeId.INT);    Local<String> s = code.newLocal(TypeId.STRING);    Local<PrintStream> localSystemOut = code.newLocal(printStreamType);    // int a = 0xabcd;    code.loadConstant(a, 0xabcd);    // int b = 0xaaaa;    code.loadConstant(b, 0xaaaa);    // int c = a - b;    code.op(BinaryOp.SUBTRACT, c, a, b);    // String s = Integer.toHexString(c);    MethodId<Integer, String> toHexString            = TypeId.get(Integer.class).getMethod(TypeId.STRING, "toHexString", TypeId.INT);    code.invokeStatic(toHexString, s, c);    // System.out.println(s);    FieldId<System, PrintStream> systemOutField = systemType.getField(printStreamType, "out");    code.sget(systemOutField, localSystemOut);    MethodId<PrintStream, Void> printlnMethod = printStreamType.getMethod(            TypeId.VOID, "println", TypeId.STRING);    code.invokeVirtual(printlnMethod, null, localSystemOut, s);    // return;    code.returnVoid();    }}

DexMaker临时改造插件Activity

我们已经在宿主apk的AndroidManifest.xml声明一个不存在的StubActivity，同样启动插件的Activity都是启动名为StubActivity的Activity，如果此时插件Apk中有一个ActivityA，要启动到ActivityA，我们先通过dexMaker生成一个名字和StubActivity一样的Activity类（.dex），这个类继承ActivityA，代码逻辑和ActivityA一样，但是重写startActivityForResult()方法。在这个方法中注入如下重要逻辑：
一、通过 intent 获取目标Activity的名字，通过dexMaker生成一个名字和StubActivity一样的Activity。
二、加载新生成的StubActivity。
三、创建新的intent指向新生成的StubActivity并启动。

前面我们说到，插件的Activity都会生成一个名字和StubActivity一样的Activity，那么问题来了，包名类目都一样，我们如何区分插件中的ActivityA和ActivityB？

问题回到类加载器，在jvm中判断一个类是否是同一个类的标准是：
一、类名和包名一样。
二、同一个类加载器加载的类。

所以解决的办法是，不同的Activity我们使用不同的类加载器。

加载插件Activity

到这里，思路已经比较清楚了，也许你会质疑：dexMaker生成StubActivity的过程比较耗时，这样启动插件Activity会不会很慢？这个问题好解决：
方案一、你可以在安装的时候一次生成。
方案二、你可以单独写一个工具，修改你的插件apk，预先生成Activity对应的.dex文件，在和apk重新打包成插件zip。

所以最后的加载流程可以是这样的：

加载优化

和以往不同，由于文章涉及的东西比较多，暂时没有demo源码，重在思路的理解，有疑问欢迎联系我，一起讨论。我们完成了如何注册Activity的两种解决思路，后续文章我们继续研究插件化的最后一个问题：如何解决插件、宿主共享资源以及资源冲突问题。

文／大利猫（简书作者）
原文链接：http://www.jianshu.com/p/7a9d52e73d05
著作权归作者所有，转载请联系作者获得授权，并标注“简书作者”。

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