[置顶] Android实现应用的增量更新\升级

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GitHub更新：https://github.com/smuyyh/IncrementallyUpdate

增量升级的背景
虽然很多App的版本更新并不频繁，但是一个App基本上也有几兆到几十兆不等，在没有Wifi的条件下，更新App是非常耗流量的。说到这个就必须得吐槽一下三大网络运营商，4G网络是变快了，但是流量确没有多，流量仍然不够用，治标不治本，并没什么卵用。
随着各类App版本的不断更新和升级，App体积也逐渐变大，用户升级成了一个比较棘手的问题，Google很快就意识到了这一点，在IO大会上提出了增量升级，国内诸如小米应用商店也实现了应用的增量升级，减少用户流量的损耗。
增量更新原理
增量更新的原理也很简单，就是将手机上已安装的旧版本apk与服务器端新版本apk进行二进制对比，并得到差分包（patch），用户在升级更新应用时，只需要下载差分包，然后在本地使用差分包与旧版的apk合成新版apk，然后进行安装。这个原理就很想微软更新漏洞打补丁一样，其实都是一个道理。差分包文件的大小，那就远比APK小得多了，这样也便于用户进行应用升级。旧版的APK可以在/data/app/%packagename%底下找到。
差分包的生成和新的APK的合成，需要用到NDK环境，没接触过的那就先学一下，当然，我后面会提供编译好的so库，直接放倒libs/armeabi下调用也是可以的。制作差分包的工具为bsdiff，这是一个非常牛的二进制查分工具，bsdiff源代码在android的源码目录下 \external\bsdiff这边也可以找到。另外还需要bzlib来进行打包。在安全性方面，补丁和新旧版APK最好都要进行MD5验证，以免被篡改，对此我暂不进行叙述。
增量更新存在的不足
1、增量升级是以两个应用版本之间的差异来生成补丁的，但是我们无法保证用户每次的及时升级到最新，也就是在更新前，新版和旧版只差一个版本，所以必须对你所发布的每一个版本都和最新的版本作差分，以便使所有版本的用户都可以差分升级，这样相对就比较繁琐了。解决方法也有，可以通过Shell脚本来实现批量生成。
2.增量升级能成功的前提是，从手机端能够获得旧版APK，并且与服务端的APK签名是一样的，所以像那些破解的APP就无法实现更新。前面也提到了，为了安全性，防止补丁合成错误，最好在补丁合成前对旧版本的apk进行sha1或者MD5校验，保证基础包的一致性，这样才能顺利的实现增量升级。
C语言实现的主要代码
/**
* 生成差分包
*/
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_yyh_lib_bsdiff_DiffUtils_genDiff(JNIEnv *env,
jclass cls, jstring old, jstring new, jstring patch) {
int argc = 4;
char * argv[argc];
argv[0] = "bsdiff";
argv[1] = (char*) ((*env)->GetStringUTFChars(env, old, 0));
argv[2] = (char*) ((*env)->GetStringUTFChars(env, new, 0));
argv[3] = (char*) ((*env)->GetStringUTFChars(env, patch, 0));

printf("old apk = %s \n", argv[1]);
printf("new apk = %s \n", argv[2]);
printf("patch = %s \n", argv[3]);

int ret = genpatch(argc, argv);

printf("genDiff result = %d ", ret);

(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, old, argv[1]);
(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, new, argv[2]);
(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, patch, argv[3]);

return ret;
}
/**
* 差分包合成新的APK
*/
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_yyh_lib_bsdiff_PatchUtils_patch
(JNIEnv *env, jclass cls,
jstring old, jstring new, jstring patch){
int argc = 4;
char * argv[argc];
argv[0] = "bspatch";
argv[1] = (char*) ((*env)->GetStringUTFChars(env, old, 0));
argv[2] = (char*) ((*env)->GetStringUTFChars(env, new, 0));
argv[3] = (char*) ((*env)->GetStringUTFChars(env, patch, 0));

printf("old apk = %s \n", argv[1]);
printf("patch = %s \n", argv[3]);
printf("new apk = %s \n", argv[2]);

int ret = applypatch(argc, argv);

printf("patch result = %d ", ret);

(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, old, argv[1]);
(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, new, argv[2]);
(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, patch, argv[3]);
return ret;
}
这是在jni上实现差分包的生成与合并，当然，差分包一般是在服务端生成的，在服务端，那就需要把com_yyh_lib_bsdiff_DiffUtils.c以及bzip2库，编译成动态链接库，供Java调用。windows下生成的动态链接库为.dll文件，Unix-like下生成的为.so文件，因为Android是基于Linux内核的，所以也是.so文件，Mac OSX下生成的动态链接库为.dylib文件。
所以后面需要DaemonProcess-1.apk（旧版） DaemonProcess-2.apk（新版）这两个APK，我放在assets文件夹下，来生成差分包。这两个文件就自行拷贝到SD卡/yyh文件夹下，或者按需修改。
Java代码主要实现部分
DiffUtils.javapackage com.yyh.lib.bsdiff;

/**
* APK Diff工具类
*
* @author yuyuhang
* @date 2016-1-26 下午1:10:18
*/
public class DiffUtils {

static DiffUtils instance;

public static DiffUtils getInstance() {
if (instance == null)
instance = new DiffUtils();
return instance;
}

static {
System.loadLibrary("ApkPatchLibrary");
}

/**
* native方法 比较路径为oldPath的apk与newPath的apk之间差异，并生成patch包，存储于patchPath
*
* 返回：0，说明操作成功
*
* @param oldApkPath
* 示例:/sdcard/old.apk
* @param newApkPath
* 示例:/sdcard/new.apk
* @param patchPath
* 示例:/sdcard/xx.patch
* @return
*/
public native int genDiff(String oldApkPath, String newApkPath, String patchPath);
}

PatchUtils.java

package com.yyh.lib.bsdiff;

/**
* APK Patch工具类
*
* @author yuyuhang
* @date 2016-1-26 下午1:10:40
*/
public class PatchUtils {

static PatchUtils instance;

public static PatchUtils getInstance() {
if (instance == null)
instance = new PatchUtils();
return instance;
}

static {
System.loadLibrary("ApkPatchLibrary");
}

/**
* native方法 使用路径为oldApkPath的apk与路径为patchPath的补丁包，合成新的apk，并存储于newApkPath
*
* 返回：0，说明操作成功
*
* @param oldApkPath
* 示例:/sdcard/old.apk
* @param newApkPath
* 示例:/sdcard/new.apk
* @param patchPath
* 示例:/sdcard/xx.patch
* @return
*/
public native int patch(String oldApkPath, String newApkPath, String patchPath);
}


MainActivity.java

package com.yyh.activity;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;

import android.app.Activity;
import android.content.Intent;
import android.content.pm.PackageInfo;
import android.content.pm.PackageManager;
import android.content.pm.ResolveInfo;
import android.os.AsyncTask;
import android.os.Bundle;
import android.os.Environment;
import android.os.Looper;
import android.text.TextUtils;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.Toast;

import com.example.bsdifflib.R;
import com.yyh.lib.bsdiff.DiffUtils;
import com.yyh.lib.bsdiff.PatchUtils;
import com.yyh.utils.ApkUtils;
import com.yyh.utils.SignUtils;

@SuppressWarnings("unchecked")
public class MainActivity extends Activity {

Button btnstart;
private ArrayList<ResolveInfo> mApps;
private PackageManager pm;

// 成功
private static final int WHAT_SUCCESS = 1;
// 合成失败
private static final int WHAT_FAIL_PATCH = 0;

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
pm = getPackageManager();
// initApp();
}

public void bsdiff(View view) {
new DiffTask().execute();
}

public void bspatch(View view) {
new PatchTask().execute();
}

/**
* 生成差分包
*
* @author yuyuhang
* @date 2016-1-25 下午12:24:34
*/
private class DiffTask extends AsyncTask<String, Void, Integer> {

@Override
protected void onPreExecute() {
super.onPreExecute();
}

@Override
protected Integer doInBackground(String... params) {
String appDir, newDir, patchDir;

try {
appDir = Environment.getExternalStorageDirectory().toString() + "/yyh/DaemonProcess-1.apk";
newDir = Environment.getExternalStorageDirectory().toString() + "/yyh/DaemonProcess-2.apk";
patchDir = Environment.getExternalStorageDirectory() + "/yyh/YixinCall.patch";

int result = DiffUtils.getInstance().genDiff(appDir, newDir, patchDir);
if (result == 0) {
runOnUiThread(new Runnable() {

@Override
public void run() {
Toast.makeText(getApplicationContext(), "差分包已生成", Toast.LENGTH_SHORT).show();
}
});
return WHAT_SUCCESS;
} else {
runOnUiThread(new Runnable() {

@Override
public void run() {
Toast.makeText(getApplicationContext(), "差分包生成失败", Toast.LENGTH_SHORT).show();
}
});
return WHAT_FAIL_PATCH;
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return WHAT_FAIL_PATCH;
}
}

/**
* 差分包合成APK
*
* @author yuyuhang
* @date 2016-1-25 下午12:24:34
*/
private class PatchTask extends AsyncTask<String, Void, Integer> {

@Override
protected void onPreExecute() {
super.onPreExecute();
}

@Override
protected Integer doInBackground(String... params) {
String appDir, newDir, patchDir;

try {
// 指定包名的程序源文件路径
appDir = Environment.getExternalStorageDirectory().toString() + "/yyh/DaemonProcess-1.apk";
newDir = Environment.getExternalStorageDirectory().toString() + "/yyh/DaemonProcess-3.apk";
patchDir = Environment.getExternalStorageDirectory() + "/yyh/YixinCall.patch";

int result = PatchUtils.getInstance().patch(appDir, newDir, patchDir);
if (result == 0) {
runOnUiThread(new Runnable() {

@Override
public void run() {
Toast.makeText(getApplicationContext(), "合成APK成功", Toast.LENGTH_SHORT).show();
}
});
return WHAT_SUCCESS;
} else {
runOnUiThread(new Runnable() {

@Override
public void run() {
Toast.makeText(getApplicationContext(), "合成APK失败", Toast.LENGTH_SHORT).show();
}
});
return WHAT_FAIL_PATCH;
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return WHAT_FAIL_PATCH;
}
}

/**
* 初始化app列表
*/
private void initApp() {
// 获取android设备的应用列表
Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_MAIN); // 动作匹配
intent.addCategory(Intent.CATEGORY_LAUNCHER); // 类别匹配
mApps = (ArrayList<ResolveInfo>) pm.queryIntentActivities(intent, 0);
// 排序
Collections.sort(mApps, new Comparator<ResolveInfo>() {

@Override
public int compare(ResolveInfo a, ResolveInfo b) {
// 排序规则
PackageManager pm = getPackageManager();
return String.CASE_INSENSITIVE_ORDER.compare(a.loadLabel(pm).toString(), b.loadLabel(pm).toString()); // 忽略大小写
}
});
for (ResolveInfo ri : mApps) {
Log.i("test", ri.activityInfo.packageName);
}
}
}

这样就实现了差分包的生成与新的APK的合成，那么我们得到新的APK之后，就调用以下代码进行安装。
Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_VIEW);
intent.setDataAndType(Uri.fromFile(file), "application/vnd.android.package-archive");
startActivity(intent); 或者如果需要静默安装的话，可以参考我的另一篇博客：Android 无需root实现apk的静默安装

对于应用商店来说，App就不仅一个，想要得到所有旧版APK，就可以遍历所有的包名，通过context.getPackageManager().getApplicationInfo(packageName, 0).sourceDir获取。相关代码如下
package com.yyh.utils;

import android.content.Context;
import android.content.Intent;
import android.content.pm.ApplicationInfo;
import android.content.pm.PackageInfo;
import android.content.pm.PackageManager;
import android.content.pm.PackageManager.NameNotFoundException;
import android.net.Uri;
import android.text.TextUtils;

import java.util.Iterator;
import java.util.List;

/**
* Apk工具类
*
* @author yuyuhang
* @date 2016-1-25 下午12:07:09
*/
public class ApkUtils {

/**
* 获取已安装apk的PackageInfo
*
* @param context
* @param packageName
* @return
*/
public static PackageInfo getInstalledApkPackageInfo(Context context, String packageName) {
PackageManager pm = context.getPackageManager();
List<PackageInfo> apps = pm.getInstalledPackages(PackageManager.GET_SIGNATURES);

Iterator<PackageInfo> it = apps.iterator();
while (it.hasNext()) {
PackageInfo packageinfo = it.next();
String thisName = packageinfo.packageName;
if (thisName.equals(packageName)) {
return packageinfo;
}
}

return null;
}

/**
* 判断apk是否已安装
*
* @param context
* @param packageName
* @return
*/
public static boolean isInstalled(Context context, String packageName) {
PackageManager pm = context.getPackageManager();
boolean installed = false;
try {
pm.getPackageInfo(packageName, PackageManager.GET_ACTIVITIES);
installed = true;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}

return installed;
}

/**
* 获取已安装Apk文件的源Apk文件
*
* @param context
* @param packageName
* @return
*/
public static String getSourceApkPath(Context context, String packageName) {
if (TextUtils.isEmpty(packageName))
return null;

try {
ApplicationInfo appInfo = context.getPackageManager().getApplicationInfo(packageName, 0);
return appInfo.sourceDir;
} catch (NameNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}

return null;
}

/**
* 安装Apk
*
* @param context
* @param apkPath
*/
public static void installApk(Context context, String apkPath) {

Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_VIEW);
intent.setDataAndType(Uri.parse("file://" + apkPath), "application/vnd.android.package-archive");

context.startActivity(intent);
}
}之前在实现的过程中，还碰到过一个问题，就是差分包可以生成，但是合成的时候就出错了，最后还是没搞懂是为什么。有解决过类似问题的，还希望多交流一下~~
以上主要就是进行差分包的生成与新的APK的合成，关键技术都实现了，调试了两天，终于把它搞定了。其他扩展的功能，大家自行实现。上效果~点击bsdiff进行差分包生成，然后点击bspatch进行合并。
GitHub源码地址：Android实现应用增量更新