Android之插件化框架RePlugin——献给Android世界的“最好礼物”

RePlugin——献给Android世界的“最好礼物”
 

RePlugin项目主导作者：360手机卫士团队张炅轩

项目地址：https://github.com/Qihoo360/RePlugin

 


 

一、什么是插件化

顾名思义，就是把一些核心复杂依赖度高的业务模块封装成独立的插件，然后根据不同业务需求进行不同组合，动态进行替换，可对插件进行更新等版本管理操作。
宿主：所谓宿主就是能给资源（插件）调用提供运行（上下文）环境，一般也就是主应用 APK，实现了完整的插件的加载、运行以及管理的平台。
插件：插件可以是一个独立的功能模块封装的 APK，可以单独安装运行，也可以依托于宿主平台进行自我版本更新、安装、卸载等功能。
案例：360手机卫士是宿主，360清理助手、360文件管理等是插件。
 
二、为什么使用插件化框架以及插件化的好处

（1）业务模块解耦
（2）模块动态升级
（3）高效并行开发
（4）按需加载插件，内存占用低
（5）节省升级流量
（6）“取代”热修复
（7）... ...
 
三、插件化的相关技术以及术语

（1）ClassLoader双亲委派模型：
双亲委派模型避免同一个类被不同的类加载器加载。每个ClassLoader实例都有一个上级加载器的引用，这里不是继承关系。



图-ClassLoader的体系架构
（2）Hook技术：
Hook技术是一种用于改变API执行结果的技术。
AOP面向切面编程思想采用Hook机制通过JAVA反射原理实现。
（3）占坑思想：
Android系统是采用高度组件化架构，应用程序使用的所有四大组件必须在AndroidManifest.xml清单中进行静态注册。然而宿主并不能预先知道插件需要注册的组件，所以采用占位的方式，先在宿主的清单文件中预埋一些组件坑位，这些预埋的坑位将为插件服务。
（4）代理：
为其他对象提供一种代理以控制对这个对象的访问。
（5）Binder机制：
Android系统进程间通信方式之一（Client-Server）。
 
四、RePlugin插件化方案

RePlugin是一套完整的、稳定的、适合全面使用的，占坑类插件化方案。
（1）RePlugin优势：
极其灵活：主程序无需升级（无需在Manifest中预埋组件），即可支持新增的四大组件，甚至全新的插件
非常稳定：Hook 点仅有一处（ClassLoader），无任何Binder Hook！如此可做到其崩溃率仅为“万分之一”，并完美兼容市面上近乎所有的Android
ROM。
特性丰富：支持近乎所有在“单品”开发时的特性。包括静态Receiver、Task-Affinity
坑位、自定义Theme、进程坑位、AppCompat、DataBinding等。
易于集成：无论插件还是主程序，只需“数行”就能完成接入。
管理成熟：拥有成熟稳定的“插件管理方案”，支持插件安装、升级、卸载、版本管理，甚至包括进程通讯、协议版本、安全校验等。
数亿支撑：有 360 手机卫士庞大的数亿用户做支撑，三年多的残酷验证，确保App用到的方案是最稳定、最适合使用的。
 


图-RePlugin的优势
 
（2）RePlugin采用技术或手段：
Java反射机制，动态编译，占位，代理等


 
图-RePlugin的Hook方案
 
 


图-RePlugin动态编辑方案
 


图-RePlugin坑位设计方案
 
（3）RePlugin框架图：


 
图-RePlugin框架图
 
（4）RePlugin框架基本原理：
通过占坑替换方式欺骗系统完成组件启动。应用打包时，宿主的脚本项目在编译期间将坑位注册到AndroidManifest.xml中；启动插件时，RePlugin将目标Activity与坑位Activtity进行租赁关系映射，并启动坑位Activity。

 
（5）Replugin相关项目介绍：
1、replugin-host-gradle
宿主的脚本项目：宿主编译期间自动生成坑位，进程数以及内置插件定义等。
2、replugin-host-library
宿主的依赖库：核心库，负责初始化、加载、启动管理插件等。
3、replugin-plugin-gradle
插件的脚本项目：插件编译期间自动替换组件基类以及配置插件打包相关信息等。
4、replugin-plugin-library
插件的依赖库：插件基础库，提供与宿主核心库交互能力等。
 
（6）Replugin相关类介绍：
1、RePlugin：用户操作RePlugin入口，提供插件管理以及行为操作API。
2、RePlugin.App：插件上下文，Replugin各个模块初始化入口。
3、PmBase：初始化插件、加载插件等插件管理。
4、PluginContainers：插件容器管理，分配坑位，进程等。
5、PluginCommImpl：负责宿主与插件、插件间的跳转交互。
6、IPC：负责宿主与插件，插件与插件之间的进程间通信工作。
 
（7）RePlugin设计细节：
1、Hook时机：
RePluginApplication.attachBaseContext()

-> RePlugin.App.attachBaseContext()

-> PMF.init()
-> PatchClassLoaderUtils.patch()
 


 


 
2、RePlugin初始化流程：



 
图-RePlugin初始化流程图
 


 
3、RePlugin启动Activity流程图：


 
图-RePlugin启动Activity流程图
 
4、坑位租赁：
RePlugin.startActivity()  
-> Factory.startActivityWithNoInjectCN()

-> PluginCommImpl.startActivity()

-> PluginLibraryInternalProxy.startActivity()

-> PluginCommImpl.loadPluginActivity()  
-> PluginProcessPer.allocActivityContainer()

-> PluginProcessPer.bindActivity()

-> PluginContainers.alloc()

-> PluginContainers.allocLocked()
 


 


 
5、RePlugin插件安装流程：
RePlugin.install()
-> MP.pluginDownloaded()
-> PluginProcessMain.getPluginHost().pluginDownloaded()
-> PmHostSvc.pluginDownloaded()
-> PluginManagerServer.getService().install()


 


 
图-RePlugin插件流程图
 
（8）问题：
1、热修复与插件化一起使用时，先热修复操作再插件化操作还是先插件化操作再热修复操作？分析下ClassLoader机制。
2、Android6.0之前的版本插件的权限注册怎么处理？
3、插件中的Activity集成自第三方库怎么办？
4、插件与宿主包引用了相同的第三方库如何处理？
 
五、奇虎360对RePlugin的应用场景

展示插件：如卫士首页、体检、信息流等

业务插件：如清理、骚扰拦截、悬浮窗等

合作插件：如程序锁、免费WiFi、安全桌面等

后台插件：如Push、服务管理、Protobuf等

基础插件：如安全WebView、分享、定位等