Android热修复实现原理以及方法

现在主要由两大方法

1.阿里AndFix，主要是采用Ndk实现对方法指针的替换

2.腾讯Tinker

现在主要说的是tinker的实现方法：

一. 首先介绍下两个概念：

public class PathClassLoader extends BaseDexClassLoader {

用来加载已安装应用程序的dex

public class DexClassLoader extends BaseDexClassLoader {

可以加载指定的某个dex文件。（限制：必须要在应用程序的目录下面，所以下载下来需要复制到本目录里）

二. 很明显我们需要使用DexClassLoader来实现需求

public BaseDexClassLoader(String dexPath, File optimizedDirectory,
String libraryPath, ClassLoader parent) {
super(parent);
this.originalPath = dexPath;
this.pathList = new DexPathList(this, dexPath, libraryPath, optimizedDirectory);
}

上面创建了一个DexPathList

public DexPathList(ClassLoader definingContext, String dexPath,
String libraryPath, File optimizedDirectory) {
……
this.dexElements = makeDexElements(splitDexPath(dexPath), optimizedDirectory);
}

private static Element[] makeDexElements(ArrayList<File> files,
File optimizedDirectory) {
ArrayList<Element> elements = new ArrayList<Element>();
for (File file : files) {
ZipFile zip = null;
DexFile dex = null;
String name = file.getName();
if (name.endsWith(DEX_SUFFIX)) {
dex = loadDexFile(file, optimizedDirectory);
} else if (name.endsWith(APK_SUFFIX) || name.endsWith(JAR_SUFFIX)
|| name.endsWith(ZIP_SUFFIX)) {
zip = new ZipFile(file);
}
……
if ((zip != null) || (dex != null)) {
elements.add(new Element(file, zip, dex));
}
}
return elements.toArray(new Element[elements.size()]);
}

private static DexFile loadDexFile(File file, File optimizedDirectory)
throws IOException {
if (optimizedDirectory == null) {
return new DexFile(file);
} else {
String optimizedPath = optimizedPathFor(file, optimizedDirectory);
return DexFile.loadDex(file.getPath(), optimizedPath, 0);
}
}

/**
* Converts a dex/jar file path and an output directory to an
* output file path for an associated optimized dex file.
*/
private static String optimizedPathFor(File path,
File optimizedDirectory) {
String fileName = path.getName();
if (!fileName.endsWith(DEX_SUFFIX)) {
int lastDot = fileName.lastIndexOf(".");
if (lastDot < 0) {
fileName += DEX_SUFFIX;
} else {
StringBuilder sb = new StringBuilder(lastDot + 4);
sb.append(fileName, 0, lastDot);
sb.append(DEX_SUFFIX);
fileName = sb.toString();
}
}
File result = new File(optimizedDirectory, fileName);
return result.getPath();
}

optimizedDirectory是用来缓存我们需要加载的dex文件的，并创建一个DexFile对象，如果它为null，那么会直接使用dex文件原有的路径来创建DexFile
对象。

加载类的过程：

ClassLoader通过loadClass来加载需要的类

public Class<?> loadClass(String className) throws ClassNotFoundException {
return loadClass(className, false);
}

protected Class<?> loadClass(String className, boolean resolve) throws ClassNotFoundException {
Class<?> clazz = findLoadedClass(className);
if (clazz == null) {
ClassNotFoundException suppressed = null;
try {
clazz = parent.loadClass(className, false);
} catch (ClassNotFoundException e) {
suppressed = e;
}

if (clazz == null) {
try {
clazz = findClass(className);
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.addSuppressed(suppressed);
throw e;
}
}
}
return clazz;
}

最后还是调用的DexPathList的findClass

public Class findClass(String name) {
for (Element element : dexElements) {
DexFile dex = element.dexFile;
if (dex != null) {
Class clazz = dex.loadClassBinaryName(name, definingContext);
if (clazz != null) {
return clazz;
}
}
}
return null;
}

从上面代码看出如果element里面找到了class，for循环就会退出

所以我们只要修改dexElements这个集合就行了，把我们创建的dexElements跟原始的dexElements合并。

dexA：原app的dex文件

dexB：补丁dex文件,可以是多个

1.先把下载下来的dex文件用file形式保存到一个集合中

//遍历所有的修复的dex
File fileDir = context.getDir(MyConstants.DEX_DIR,Context.MODE_PRIVATE);
File[] listFiles = fileDir.listFiles();
for(File file:listFiles){
if(file.getName().startsWith("classes")&&file.getName().endsWith(".dex")){
loadedDex.add(file);//存入集合
}
}

2.使用反射获取dexA，dexB的classLoader，dexA的classLoader使用PathClassLoader获取，dexB的classLoader由dexClassLoader获取

PathClassLoader pathLoader = (PathClassLoader) appContext.getClassLoader();

for (File dex : loadedDex) {
//2.加载指定的修复的dex文件。
DexClassLoader classLoader = new DexClassLoader(
dex.getAbsolutePath(),//String dexPath,
fopt.getAbsolutePath(),//String optimizedDirectory,
null,//String libraryPath,
pathLoader//ClassLoader parent
);
｝

3.通过classloader获取dexA和dexB的pathList

Object dexObj = getPathList(classLoader);
Object pathObj = getPathList(pathLoader);

4.通过pathList获取dexA和dexB的dexElements，并把这两个合并

Object mDexElementsList = getDexElements(dexObj);
Object pathDexElementsList = getDexElements(pathObj);
//合并完成
Object dexElements = combineArray(mDexElementsList,pathDexElementsList);

5.把合并之后的dexElements赋值给dexA的classLoader的pathList中的dexElements

Object mDexElementsList = getDexElements(dexObj);
Object pathDexElementsList = getDexElements(pathObj);
//合并完成
Object dexElements = combineArray(mDexElementsList,pathDexElementsList);
//重写给PathList里面的lement[] dexElements;赋值
Object pathList = getPathList(pathLoader);
setField(pathList,pathList.getClass(),"dexElements",dexElements);

那么具体步骤就已经完成了。

6.怎么才能打出一个dex包？

通过dx.bat这个系统提供的工具就可以

1.找到MyTestClass.class
com\app\build\intermediates\bin\MyTestClass.class
2.配置dx.bat的环境变量
Android\sdk\build-tools\23.0.3\dx.bat
3.命令
dx --dex --output=D:\Users\jiang\Desktop\dex\classes2.dex D:\Users\jiang\Desktop\dex
命令解释：
--output=D:\Users\jiang\Desktop\dex\classes2.dex   指定输出路径
D:\Users\jiang\Desktop\dex    最后指定去打包哪个目录下面的class字节文件(注意要包括全路径的文件夹，也可以有多个class)

代码地址如下：