apk动态加载机制(一）: 框架的实现

来源：互联网发布：网络调教男奴的步骤编辑：程序博客网时间：2024/06/06 05:36

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实战过程中有些思考，对原博客做了适量的修改。

背景

我们知道，apk必须安装才能运行，但实际上通过动态加载也可以运行未安装的apk。我们可以通过一个宿主程序来动态加载未安装的apk并将其放在自己的进程中执行，也就是插件apk，但是这些插件apk需要进行特殊的代码处理才能被加载。

本文只是对apk的动态加载机制框架的实现进行了介绍，还存在以下2个问题本文中不做介绍。

1. 资源的访问。因为将apk加载到宿主程序中去执行，就无法通过宿主程序的Context去取到插件apk中的资源,比如图片、文本等，这是很好理解的，因为apk自己已经不存在上下文了，它执行时所采用的上下文是宿主程序的上下文，用宿主的Context是无法得到自己的资源的。宿主的context指向的是宿主的apk资源，本文的DEMO需要的资源都是动态创建的。不存在这个问题。

2. activity的生命周期，因为apk被宿主程序加载执行后，它的activity其实就是一个普通的类，正常情况下，activity在manifest中注册了以后，生命周期是由系统自动来管理的，现在被宿主程序接管了以后，系统根本就不知道插件activity的存在，apk的加载是由宿主程序加载的而不是系统。需要替代系统对apk中的activity的生命周期进行管理。

工作原理

如下图所示，首先宿主程序会到文件系统比如sd卡去加载插件apk，然后通过一个叫做proxy的activity去执行插件apk中的activity。

关于动态加载apk，理论上可以用到的有DexClassLoader、PathClassLoader和URLClassLoader。

DexClassLoader ：可以加载文件系统上的jar、dex、apk

PathClassLoader ：可以加载/data/app目录下的apk，这也意味着，它只能加载已经安装的apk

URLClassLoader ：可以加载java中的jar，但是由于dalvik不能直接识别jar，所以此方法在Android中无法使用，尽管还有这个类

关于jar、dex和apk，dex和apk是可以直接加载的，因为它们都是或者内部有dex文件，而原始的jar是不行的，必须转

换成dalvik所能识别的字节码文件，转换工具可以使用Android sdk中platform-tools目录下的dx

转换命令：dx --dex --output=dest.jar src.jar

整个框架涉及到3个概念：

宿主程序：主应用程序，已经安装了的APK，用来启动代理activity

代理程序：运行在宿主程序中的一个真正的activity，用来动态加载插件apk中的activity和代替系统去管理插件activity的生命周期

插件apk：需要按照特殊的代码进行处理才能被代理程序调用

示例

宿主程序的实现

1. 主界面的实现

很简单，放了一个button，点击就会调用代理activity, 由代理activity反射调起插件apk （插件apk已经开发好了并且放在了sd卡中)，至于先把apk从网上下载到本地再加载其实是一个道理。

宿主程序就是用来启动代理activity的。

[java] view plain copy

@Override
public void onClick(View v) {
if (v == mOpenClient) {
// 启动的是代理activity
Intent intent = new Intent(this, ProxyActivity.class);
// 把要动态加载的插件apk的路径传进去
intent.putExtra(ProxyActivity.EXTRA_DEX_PATH, "/mnt/sdcard/DynamicLoadHost/plugin.apk");
startActivity(intent);
}
}

点击button以后，代理activity会被调起，然后加载apk并调起的任务就交给它了

2. 代理activity的实现（proxy）

[java] view plain copy

package com.ryg.dynamicloadhost;
import java.lang.reflect.Constructor;
import java.lang.reflect.Method;
import dalvik.system.DexClassLoader;
import android.annotation.SuppressLint;
import android.app.Activity;
import android.content.pm.PackageInfo;
import android.os.Bundle;
import android.util.Log;
public class ProxyActivity extends Activity {
private static final String TAG = "ProxyActivity";
public static final String FROM = "extra.from";
public static final int FROM_EXTERNAL = 0;
public static final int FROM_INTERNAL = 1;
public static final String EXTRA_DEX_PATH = "extra.dex.path";
public static final String EXTRA_CLASS = "extra.class";
private String mClass;
private String mDexPath;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
mDexPath = getIntent().getStringExtra(EXTRA_DEX_PATH);
// 启动时可以指定加载插件apk中的哪个activity
mClass = getIntent().getStringExtra(EXTRA_CLASS);
if (mClass == null) {
launchTargetActivity();
} else {
launchTargetActivity(mClass);
}
}
@SuppressLint("NewApi")
protected void launchTargetActivity() {
// 如果没有指定activity,则获取插件包的acvitity信息，加载主activity
// 这里读取出来插件apk的activities信息有2个。是通过插件apk的manifest文件读取出来的。所以插件中的activity信息需要在插件apk的manifest文件中声明，否则这里读取出来的activities的信息为null.如果是直接指定了启动的类名的话不需要在插件apk的manifest文件中声明。
PackageInfo packageInfo = getPackageManager().getPackageArchiveInfo(
mDexPath, 1);
// activities是所有的activity的信息数组
if ((packageInfo.activities != null)
&& (packageInfo.activities.length > 0)) {
String activityName = packageInfo.activities[0].name;
mClass = activityName;
launchTargetActivity(mClass);
}
}
@SuppressLint("NewApi")
protected void launchTargetActivity(final String className) {
File dexOutputDir = this.getDir("dex", 0);
// 这里获取出来的路径是/data/data/宿主包名/app_dex
final String dexOutputPath = dexOutputDir.getAbsolutePath();
ClassLoader localClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
DexClassLoader dexClassLoader = new DexClassLoader(mDexPath,
dexOutputPath, null, localClassLoader);
try {
// 动态创建要加载类的对象
Class<?> localClass = dexClassLoader.loadClass(className);
Constructor<?> localConstructor = localClass
.getConstructor(new Class[] {});
Object instance = localConstructor.newInstance(new Object[] {});
// 反射调用setProxy方法，这个方法是要调用起的插件apk的activity中的方法，需要自己实现
Method setProxy = localClass.getMethod("setProxy",
new Class[] { Activity.class });
setProxy.setAccessible(true);
setProxy.invoke(instance, new Object[] { this });
// 反射调用onCreate方法，这个方法是要调用起的插件apk的activity中的方法，需要自己实现, 用来创建插件activity
Method onCreate = localClass.getDeclaredMethod("onCreate",
new Class[] { Bundle.class });
onCreate.setAccessible(true);
// 调用onCreate方法时传递的参数，后面实现插件apk中的activity时需要区分是否是动态加载的，因为这个DEMO设计的也可以独立运行插件apk
Bundle bundle = new Bundle();
bundle.putInt(FROM, FROM_EXTERNAL);
onCreate.invoke(instance, new Object[] { bundle });
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

说明：程序不难理解，思路是这样的：采用DexClassLoader去加载apk，然后如果没有指定class，就调起插件中主activity，否则调起指定的class。activity被调起的过程是这样的：首先通过类加载器去加载apk中activity的类并创建一个新对象，然后通过反射去调用这个对象的setProxy方法和onCreate方法，setProxy方法的作用是将插件apk中activity的生命周期全部交由宿主程序中的代理activity，onCreate方法是activity的入口，setProxy以后就调用onCreate方法，这个时候activity就被调起来了。

这样调用起来的插件apk运行在宿主的进程中，不存在一个插件的apk的进程，无法打断点跟踪插件中代码的运行。

问题：为什么只反射调用onCreate方法就能看到界面？这里没有onResume

答：看下插件里的onCreate的实现，一个是把代理activity的context传进去，一个是动态创建了要显示界面的view,然后调用mProxyActivity.setContentView方法在代理activity中显示这个插件的view。 setContentView这个方法一旦调用，就会立刻显示view界面。注意这里view是显示在代理activity里的，所以插件不需要调用onResume方法

插件apk的实现

1. 基类BaseActivity的实现

为了让代理activity全面接管插件apk中所有activity的执行，需要为插件中的所有activity定义一个基类BaseActivity，在基类中处理代理相关的事情，同时BaseActivity还对是否使用代理进行了判断，如果不使用代理，那么activity的逻辑仍然按照正常的方式执行，也就是说，这个apk既可以做为一个正常的apk执行，也可以由宿主程序来动态执行。

[java] view plain copy

package com.ryg.dynamicloadclient;
import android.app.Activity;
import android.content.Intent;
import android.os.Bundle;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.view.ViewGroup.LayoutParams;
public class BaseActivity extends Activity {
private static final String TAG = "Client-BaseActivity";
public static final String FROM = "extra.from";
public static final int FROM_EXTERNAL = 0;
public static final int FROM_INTERNAL = 1;
public static final String EXTRA_DEX_PATH = "extra.dex.path";
public static final String EXTRA_CLASS = "extra.class";
public static final String PROXY_VIEW_ACTION = "com.ryg.dynamicloadhost.VIEW";
public static final String DEX_PATH = "/mnt/sdcard/DynamicLoadHost/plugin.apk";
protected Activity mProxyActivity; // 代理activity的实例
protected int mFrom = FROM_INTERNAL;
// 代理activity动态加载时反射调用的setProxy就是这个方法，用来传入代理activity的实例
public void setProxy(Activity proxyActivity) {
// 这里this指针不是空指针，因为这个类的对象是存在的，this指针不是空，但是系统代码中获取资源时有空指针，界面跳转时也会有空指针。应该是调用这些函数时用到了activity中的某个变量为null了。而这个变量是与context相关的。
mProxyActivity = proxyActivity;
}
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
if (savedInstanceState != null) {
mFrom = savedInstanceState.getInt(FROM, FROM_INTERNAL);
}
// mFrom的默认的值是FROM_INTERNAL, 如果是代理activity动态加载的，反射调用时设置的参数为FROM_EXTERNAL。则会给mFrom重新赋值。这里走到这个分支说明是直接安装的apk
if (mFrom == FROM_INTERNAL) {
super.onCreate(savedInstanceState);
mProxyActivity = this;
}
}
// 由子activity调用，用来进行activity之间的跳转
protected void startActivityByProxy(String className) {
if (mProxyActivity == this) {
Intent intent = new Intent();
intent.setClassName(this, className);
this.startActivity(intent);
} else {
Intent intent = new Intent(PROXY_VIEW_ACTION);
intent.putExtra(EXTRA_DEX_PATH, DEX_PATH);
intent.putExtra(EXTRA_CLASS, className);
// 如果是动态加载，context要换成宿主程序的context
mProxyActivity.startActivity(intent);
}
}
@Override
public void setContentView(View view) {
if (mProxyActivity == this) {
super.setContentView(view);
} else {
mProxyActivity.setContentView(view);
}
}
@Override
public void setContentView(View view, LayoutParams params) {
if (mProxyActivity == this) {
super.setContentView(view, params);
} else {
mProxyActivity.setContentView(view, params);
}
}
@Deprecated
@Override
public void setContentView(int layoutResID) {
if (mProxyActivity == this) {
super.setContentView(layoutResID);
} else {
mProxyActivity.setContentView(layoutResID);
}
}
@Override
public void addContentView(View view, LayoutParams params) {
if (mProxyActivity == this) {
super.addContentView(view, params);
} else {
mProxyActivity.addContentView(view, params);
}
}
}

说明：相信大家一看代码就明白了，其中setProxy方法的作用就是为了让宿主程序能够接管自己的执行，一旦被接管以后，其所有的执行均通过proxy，且Context也变成了宿主程序的Context，也许这么说比较形象：宿主程序其实就是个空壳，它只是把其它apk加载到自己的内部去执行，这也就更能理解为什么资源访问变得很困难
2. 加载的子类activity的实现

由代理activity直接反射动态加载的入口activity

[java] view plain copy

public class MainActivity extends BaseActivity {
private static final String TAG = "Client-MainActivity";
// 代理activity动态加载时反射调用的onCreate就是具体的activity的这个方法
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
initView(savedInstanceState);
}
private void initView(Bundle savedInstanceState) {
// 需要替换为代理activity的context
mProxyActivity.setContentView(generateContentView(mProxyActivity));
}
private View generateContentView(final Context context) {
LinearLayout layout = new LinearLayout(context);
layout.setLayoutParams(new LayoutParams(LayoutParams.MATCH_PARENT,
LayoutParams.MATCH_PARENT));
layout.setBackgroundColor(Color.parseColor("#F79AB5"));
Button button = new Button(context);
button.setText("button");
layout.addView(button, LayoutParams.MATCH_PARENT,
LayoutParams.WRAP_CONTENT);
button.setOnClickListener(new OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
Toast.makeText(context, "you clicked button",
Toast.LENGTH_SHORT).show();
// 基类activity中实现的方法，用代理activity的环境去进行activity之间的跳转
startActivityByProxy("com.ryg.dynamicloadclient.TestActivity");
}
});
return layout;
}
}

说明：由于访问不到apk中的资源了，所以界面是代码写的，而不是写在xml中，因为xml读不到了，这也是个大问题。注意到主界面中有一个button，点击后跳到了另一个activity，这个时候是不能直接调用系统的startActivity方法的，即使是宿主的contetxt,而是必须发送intent,宿主程序中的proxy程序处理intent通过反射来执行，原因很简单，首先apk本身没有Context上下文的，所以它无法调起activity，另外由于这个子activity是apk中的，通过宿主程序直接调用它也是不行的，因为它对宿主程序来说是不可见的，没有在宿主的manifest里声明这个activity，就不能直接显示的调用。

3. 跳转的activity的实现

也在插件apk中，由入口activity跳转后启动的界面

[java] view plain copy

package com.ryg.dynamicloadclient;
import android.graphics.Color;
import android.os.Bundle;
import android.view.ViewGroup.LayoutParams;
import android.widget.Button;
public class TestActivity extends BaseActivity{
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
Button button = new Button(mProxyActivity);
button.setLayoutParams(new LayoutParams(LayoutParams.MATCH_PARENT,
LayoutParams.MATCH_PARENT));
button.setBackgroundColor(Color.YELLOW);
button.setText("这是测试页面");
setContentView(button);
}
}

说明：代码很简单，不用介绍了，同理，界面还是用代码来写的。

运行效果

1. 首先看直接安装插件apk时的运行效果

2. 再看看未安装时被宿主程序动态执行的效果

说明：可以发现，安装和未安装，执行效果是一样的，差别在于：首先未安装的时候由于采用了反射，所以执行效率会略微降低，其次，应用的标题发生了改变，也就是说，尽管apk被执行了，但是它毕竟是在宿主程序里面执行的，所以它还是属于宿主程序的，因此apk未安装被执行时其标题不是自己的，不过这也可以间接证明，apk的确被宿主程序执行了，不信看标题。最后，我想说一下这么做的意义，这样做有利于实现模块化，同时还可以实现插件机制

代码下载：

https://github.com/singwhatiwanna/dynamic-load-apk

http://download.csdn.net/detail/singwhatiwanna/7121505

0 0