探究支付宝android客户端的动态加载

在早期的支付宝android客户端中，也有插件化的功能。大概的做法就是，自定义所有的UI控件，再通过XML文件，仿安卓原生XML的布局文件来搭建布局，再通过自定义的表达式解析器，利用JAVA的反射特性来给具体的控件添加不同的功能。这样也达到了插件化。

之前写过一篇文章，说的是支付宝的插件化。其实这篇文章很老了，现在的支付宝早已不是这种做法。最近几天忙里偷闲，反编译了一下支付宝的插件化。

在下资历不高，简单分享一下，大牛看到也不要喷我，在下也是在探索学习中，欢迎交流！

工具：

工欲善其事，必先利其器。因为平时拆包少，对某些好工具也了解不多，基本用了手工的方法来处理的。大家可以用什么APK改之理之类的工具。

• apktool：这个大家都知道，反编译利器，我下的是apktool_2.0.0b9版本
• dex2jar：不是必须，但看smali代码太累，用这个工具好受一些
• jd-gui：不解释
• Replace Studio：文本搜索工具，可以搜索某文件夹下的文件是否有某文本，我一直用这个，不知道大家有没有其它好工具推荐。
• notepad++：如果你用记事本也可以
• android环境：这个必须，你看完它的代码了，你起码得自己写的试试吧

简单拆包分析

先copy一份apk出来，改后缀名为zip，直接解压，先瞧瞧里面的内容，发现在/lib/armeabi/下的so文件相当的多，有蹊跷！

出于习惯，立马就拿notepad++打开了，结果发现，在文本的最前边是PK开头的两个字符，哈哈，这绝对的是一个zip文件，我们都知道apk其实就是一个zip，而且，真正的so文件应该是以ELF开头的。随便找一个打开，发现了APK的结构：

该上工具了，一步到位。对支付宝主APK进行拆包，使用apktool d xxx.apk命令，直接拆成smali，再使用dex2jar命令拆成jar包，再保存成java文件。
打开AndroidManifest.xml文件，找到application

com.alipay.mobile.quinox.LauncherApplication

用jd-gui打开jar包，找到该类，查看onCreate方法，找到这段代码

代码中反射的mPackageInfo其实就是有名的LoadedApk类。

使用Replace Studio在生成的java文件目录下搜索pathClassloader

我发现在com.alipay.mobile.quinox.classloader下有两个类继承自该类。

通过对smali代码的注入log日志的跟踪，JAVA文件和smali文件相互对照（因为不是所有的class都能反编译回来），我大概整理了一些逻辑与类的结构。

安卓动态加载原理

支付宝把一个一个插件称为bundle，在application的onCreate方法中，反射mPackageInfo中的mClassloader字段，该属性是一个pathClassloade，将其替换成自己的PathClassloader（这段代码在dex2jar后的代码中看不到，我是直接读的smali代码）。

在自定义的PathClassloader中处理，如果是自身dex中的类，则用原pathClassloader加载，如果是bundle，则用bundle的dexfile.loadClass来加载

• BundleClassloader：继承自classloader，用于加载具体的某个插件，包含一个DexFile文件引用，重写了loadClass方法，通过调用dexFile.loadClass(“className” , classLoader);
• HostClasloader：继承自PathClassloader，包含一个系统的pathClassloader，也就是加载apk本身的pathClassloader
• BootstrapClassloader：继承自PathClassloader，该类中包含一个map集合，保存着一个一个的BundleClassloader，同时包含一个HostClasloader，该类就是自定义的pathClassloader，通过反射将原来的mClassloader替换成该类。
• OriginClassLoader：继承自classloader，也就是上图中new的c，ClassLoader.class的parent成了该对象。重写了findClass方法，调用了对android原生的类和APK中的类加载做了分发处理，APK中的类调用BootstrapClassloader的loadClass方法返回。

关于资源

使用反射创建一个AssetManager对象， 使用getDeclaredMethod后调用addAssetPath方法，先用getApplicationInfo().sourceDir做参数调用该方法，再用bundle的路径调用该方法，这样就能整合到一起。

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//先反射创建一个AssetManager对象 
//反射得到addAssetPath
//调用addAssetPath并把当前APK的路径传进去，也就是sourceDir
//调用addAssetPath并把子包的APK路径传进去
//使用下面的代码创建出Resources
//用反射替换掉 mPackageInfo 的mResources字段
Resources rs = getResources();
new Resources(assetManager , rs.getDisplayMetrics(), rs.getConfiguration())

使用反射替换掉 mPackageInfo 的mResources字段

代码

我只写了一下动态加载activity的代码，具体的资源我没有加载，小伙伴们可以自己试试。

activity我没有添加，大家可以添加到主工程下，也可以添加的被加载的工程下，不过一定要记得在AndroidManifest.xml里注册

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public class MyApplication extends Application {

private Field field;

@Override
public void onCreate() {
super.onCreate();

Context context = getBaseContext();

Field localField1;
try {
localField1 = context.getClass().getDeclaredField("mPackageInfo");
localField1.setAccessible(true);
Object mPackageInfo = localField1.get(context);
field = mPackageInfo.getClass().getDeclaredField("mClassLoader");
field.setAccessible(true);
Object mClassLoader = field.get(mPackageInfo);
ClassLoader loader = new MyPathClassLoader(this,
this.getApplicationInfo().sourceDir,
(PathClassLoader) mClassLoader);

field.set(mPackageInfo, loader);

} catch (Exception e) {
}
}
}

下面是我的Classloader 比较粗糙

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public class MyPathClassLoader extends PathClassLoader {

private ClassLoader mClassLoader;
private Context context;
public MyPathClassLoader(Context context,String dexPath, PathClassLoader mClassLoader) {

super(dexPath, mClassLoader);
this.mClassLoader = mClassLoader;
this.context = context;
}

@Override
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
File file = new File("/data/data/com.example.test/lib/libtest.so");

Class clazz = null;
try {
clazz = mClassLoader.loadClass(name);
} catch (Exception e) {

}
if (clazz != null) {
return clazz;
}
try {
DexFile dexFile = DexFile.loadDex(file.getAbsolutePath(), context
.getDir("dex", 0).getAbsolutePath() + "/libtest.so", 0);
return dexFile.loadClass(name, ClassLoader.getSystemClassLoader());
} catch (IOException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
return super.findClass(name);
}


}

其它

支付宝之前的做法利用自定义表达式解析器，对JAVA程序员的学习成本相当高，后来支付宝就换成了该方法。

优点：

1. 使用同一个Context，还是同一个应用，相当灵活
2. 能解决打包时候method ID not in [0, 0xffff]: 65536的问题
3. 使用反射少

另外，该方法的缺点：

1. 用到的组件必须在manifest.xml中声明，我们并没有突破manifest的验证
2. 使用了反射私有API，尽管反射使用的不多。
3. 资源文件处理，如果bundle中的id和主工程下的id冲突了就悲剧了。支付宝自己修改了aapt的源码，把资源0x7f010001前面的7f改了。所有应用的生成id都是7f打头的，该方法不修改aapt办不到，会给你自动改回来。一般我们也可以通过public.xml下指定id

说明：

同是阿里系的淘宝网有一套框架叫atlas，该框架是一套重量级框架，完全突破了manifest的封锁，不同的bundle使用的不同的context。

后记

其实支付宝也突破了manifest文件，采用的是代理的模式，注册一个CommonActivity，在各生命周期的方法中调用targetActivity的方法。再利用反射将CommonActivity中的变量赋值到插件中targetActivity中（用遍历就能满足），此方法有个缺陷就是，在插件中的activity中，要慎用this关键字，必要用的时候，得用其它方法取CommonActivity对象。

Android中文API（140） —— DexFile

 

前言

　　本章内容dalvik.system.DexFile章节，版本为Android 4.0 r1，翻译来自："阿年"，欢迎访问他的博客："http://blog.csdn.net/mtding"，再次感谢"阿年" ！期待你一起参与翻译Android的相关资料，联系我[e-mail]。

 

声明

　　欢迎转载，但请保留文章原始出处:) 

　　　　博客园：http://www.cnblogs.com/

　　　　Android中文翻译组：http://androidbox.sinaapp.com/

 

 

DexFile

译者署名：阿年

译者链接：http://blog.csdn.net/mtding

版本：Android 4.0 r1

 

结构

继承关系

public final class DexFile extends Object

        

java.lang.Object

dalvik.system.DexFile

 

类概述

操作DEX文件。这个类原理上和ZipFile相似。主要在类装载器里被使用。

注意，我们不直接打开和读取DEX文件。它们被虚拟机以只读方式映射到内存了。

 

构造函数

public DexFile (File file)

通过指定的File对象打开DEX文件。指定的文件通常是一个ZIP/JAR文件，里面包含一个”classes.dex”。虚拟机将在目录/data/dalvik-cache下生成对应的文件名字并打开它，如果系统权限允许的话会首先创建或更新它。不要传目录/data/dalvik-cache下的文件名给它，因为这个文件被认为处于初始状态（DEX被优化之前）。

参数

File            引用实际DEX文件的File对象

异常

IOException 发生I/O异常，例如文件不存在或者没有权限访问。

 

public DexFile (String fileName)

打开指定文件名的DEX文件。指定的文件通常是一个ZIP/JAR文件，里面包含一个”classes.dex”。虚拟机将在目录/data/dalvik-cache下生成对应的文件名字并打开它，如果系统权限允许的话会首先创建或更新它。不要传目录/data/dalvik-cache下的文件名给它，因为这个文件被认为处于初始状态（DEX被优化之前）。

参数

fileName           DEX文件名。

异常

IOException     发生I/O异常，例如文件不存在或者没有权限访问。

        

公共方法

public void close ()

关闭DEX文件。

有可能无法释放任何资源。如果来自DEX文件的类还存活着的话，DEX文件不能被取消映射。

异常

IOException     在关闭文件的过程中可能发生I/O异常，一般不会发生。

        

public Enumeration<String> entries ()

枚举DEX文件里面的类名。

返回值

DEX文件所包含类名的枚举，类名的类型是一般内部格式（像java/lang/String）。

        

public String getName ()

获取（已打开）DEX文件名。

返回值

文件名

 

public static boolean isDexOptNeeded (String fileName)

如果虚拟机认为apk/jar文件已经过期返回true，并且应该再次通过”dexopt”传递。（译者注：dexopt是apk优化工具）

参数

fileName 被检查apk/jar文件的绝对路径名。

返回值

如果应该调用dexopt处理文件返回true；否则false。

异常

FileNotFoundException    文件不可读、不是一个文件或者文件不存在。

IOException     fileName不是有效的apk/jar文件，或者在解析文件时出现问题。

NullPointerException       fileName是空的。

StaleDexCacheError         优化过的DEX文件已过期且位于只读分区。

 

public Class loadClass (String name, ClassLoader loader)

装载一个类。返回成功装载的类，失败返回空。

如果在类装载器之外调用它，往往不会得到你想要的结果，这时请使用forName(String)。

该方法不会在找不到类的时候抛出ClassNotFoundException异常，因为每次在我们看到的第一个DEX文件里找不到类就粗暴地抛出异常是不合理的。

参数

name        类名，应该是一个"java/lang/String"

loader       试图装载类的类装载器（大多数情况下就是该方法的调用者）

返回值

类名对应的对象，装载失败时返回空。

        

public static DexFile loadDex (String sourcePathName, String outputPathName, int flags)

打开一个DEX文件，并提供一个文件来保存优化过的DEX数据。如果优化过的格式已存在并且是最新的，就直接使用它。如果不是，虚拟机将试图重新创建一个。该方法主要用于应用希望在通常的应用安装机制之外下载和执行DEX文件。不能在应用里直接调用该方法，而应该通过一个类装载器例如dalvik.system.DexClassLoader.

参数

sourcePathName     包含”classes.dex”的Jar或者APK文件。(将来可能会扩展支持"raw DEX"。)

outputPathName     保存优化过的DEX数据的文件。

flags        打开可选功能（目前什么也没定义）

返回值

一个新的，或者先前已经打开的DexFile。

异常

IOException     无法打开输入或输出文件。

 

受保护方法

protected void finalize ()

类结束时调用。确保DEX文件被关闭。

异常

IOException 关闭文件时发生I/O异常，一般不会发生。