自己动手实现Android App插件化

Android插件化目前国内已经有很多开源的工程了，不过如果不实际开发一遍，很难掌握的很好。

下面是自己从0开始，结合目前开源的项目和博客，动手开发插件化方案。

按照需要插件化主要解决下面的几种问题：

1. 代码的加载

(1) 要解决纯Java代码的加载

(2) Android组件加载，如Activity、Service、Broadcast Receiver、ContentProvider，因为它们是有生命周期的，所以要特殊处理

(3) Android JNI代码的加载

(4) Android 特殊控件的处理，如Notification等

2. 资源加载

不同插件的资源如何管理，是公用一套还是插件独立管理？

因为在Android中访问资源，都是通过R. 实现的，

下面就一步步解决上面的问题

1. 纯Java代码的加载

主要就是通过ClassLoader、更改DexElements将插件的路径添加到原来的数组中。

详细的分析可以参考我转载的一篇文章，因为感觉原贴命名和结构有点乱，所以转载记录下。
https://my.oschina.net/android520/blog/794715
Android提供DexClassLoader和PathClassLoader，都继承BaseDexClassLoader，只是构造方法的参数不一样，即optdex的路径不一样，源码如下

// DexClassLoader.java
public class DexClassLoader extends BaseDexClassLoader {
public DexClassLoader(String dexPath, String optimizedDirectory,
String libraryPath, ClassLoader parent) {
super(dexPath, new File(optimizedDirectory), libraryPath, parent);
}
}

// PathClassLoader.java
public class PathClassLoader extends BaseDexClassLoader {
public PathClassLoader(String dexPath, ClassLoader parent) {
super(dexPath, null, null, parent);
}

public PathClassLoader(String dexPath, String libraryPath,
ClassLoader parent) {
super(dexPath, null, libraryPath, parent);
}
}

其中，optimizedDirectory是用来存储opt后的dex目录，必须是内部存储路径。

DexClassLoader可以加载外部的dex或apk，只要opt的路径通过参数设置一个内部存储路径即可。

PathClassLoader只能加载已安装的apk，因为opt路径会使用默认的dex路径，外部的不可以。

下面介绍下如何通过DexClassLoader实现加载Java代码，参考Nuwa

这种方式类似于热修复，如果插件和宿主代码有相互访问，则需要在打包中使用插桩技术实现。

public static boolean injectDexAtFirst(String dexPath, String dexOptPath) {

// 获取系统的dexElements
Object baseDexElements = getDexElements(getPathList(getPathClassLoader()));

// 获取patch的dexElements
DexClassLoader patchDexClassLoader = new DexClassLoader(dexPath, dexOptPath, dexPath, getPathClassLoader());
Object patchDexElements = getDexElements(getPathList(patchDexClassLoader));

// 组合最新的dexElements
Object allDexElements = combineArray(patchDexElements, baseDexElements);

// 将最新的dexElements添加到系统的classLoader中
Object pathList = getPathList(getPathClassLoader());
FieldUtils.writeField(pathList, "dexElements", allDexElements);
}

public static ClassLoader getPathClassLoader() {
return DexUtils.class.getClassLoader();
}

/**
* 反射调用getPathList方法，获取数据
* @param classLoader
* @return
* @throws ClassNotFoundException
* @throws NoSuchFieldException
* @throws IllegalAccessException
*/
public static Object getPathList(ClassLoader classLoader) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
return FieldUtils.readField(classLoader, "pathList");
}

/**
* 反射调用pathList对象的dexElements数据
* @param pathList
* @return
* @throws NoSuchFieldException
* @throws IllegalAccessException
*/
public static Object getDexElements(Object pathList) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
LogUtils.d("Reflect To Get DexElements");
return FieldUtils.readField(pathList, "dexElements");
}

/**
* 拼接dexElements，将patch的dex插入到原来dex的头部
* @param firstElement
* @param secondElement
* @return
*/
public static Object combineArray(Object firstElement, Object secondElement) {

LogUtils.d("Combine DexElements");

// 取得一个数组的Class对象, 如果对象是数组，getClass只能返回数组类型，而getComponentType可以返回数组的实际类型
Class objTypeClass = firstElement.getClass().getComponentType();

int firstArrayLen = Array.getLength(firstElement);
int secondArrayLen = Array.getLength(secondElement);
int allArrayLen = firstArrayLen + secondArrayLen;

Object allObject = Array.newInstance(objTypeClass, allArrayLen);
for (int i = 0; i < allArrayLen; i++) {
if (i < firstArrayLen) {
Array.set(allObject, i, Array.get(firstElement, i));
} else {
Array.set(allObject, i, Array.get(secondElement, i - firstArrayLen));
}
}
return allObject;
}

使用上面的方式启动的Activity，是有生命周期的，应该是使用系统默认的创建Activity方式，而不是自己new Activity对象，所以打开的Activity生命周期正常。

但是上面的方式，必须保证Activity在宿主AndroidManifest.xml中注册。

2. 下面介绍下如何加载未注册的Activity功能

Activity的加载原理参考 https://my.oschina.net/android520/blog/795599
如何加载未注册的Activity https://my.oschina.net/android520/blog/815954
主要通过Hook系统的IActivityManager完成

3. 资源加载

资源访问都是通过R.方式，实际上Android会生成一个0x7f******格式的int常量值，关联对应的资源。

如果资源有更改，如layout、id、drawable等变化，会重新生成R.java内容，int常量值也会变化。

因为插件中的资源没有参与宿主程序的资源编译，所以无法通过R.进行访问。

具体原理参照 https://my.oschina.net/android520/blog/796346
使用addAssetPath方式将插件路径添加到宿主程序后，因为插件是独立打包的，所以资源id也是从1开始，而宿主程序也是从1开始，可能会导致插件和宿主资源冲突，系统加载资源时以最新找到的资源为准，所以无法保证界面展示的是宿主的，还是插件的。

针对这种方式，可以在打包时，更改每个插件的资源id生成的范围，可以参考public.xml介绍。

代码参考Amigo

public static void loadPatchResources(Context context, String apkPath) throws Exception {
AssetManager newAssetManager = AssetManager.class.newInstance();
invokeMethod(newAssetManager, "addAssetPath", apkPath);
invokeMethod(newAssetManager, "ensureStringBlocks");
replaceAssetManager(context, newAssetManager);
}

private static void replaceAssetManager(Context context, AssetManager newAssetManager)
throws Exception {
Collection<WeakReference<Resources>> references;
if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.KITKAT) {
Class<?> resourcesManagerClass = Class.forName("android.app.ResourcesManager");
Object resourcesManager = invokeStaticMethod(resourcesManagerClass, "getInstance");

if (getField(resourcesManagerClass, "mActiveResources") != null) {
ArrayMap<?, WeakReference<Resources>> arrayMap =
(ArrayMap) readField(resourcesManager, "mActiveResources", true);
references = arrayMap.values();
} else {
references = (Collection) readField(resourcesManager, "mResourceReferences", true);
}
} else {
HashMap<?, WeakReference<Resources>> map =
(HashMap) readField(ActivityThreadCompat.instance(), "mActiveResources", true);
references = map.values();
}

AssetManager assetManager = context != null ? context.getAssets() : null;
for (WeakReference<Resources> wr : references) {
Resources resources = wr.get();
if (resources == null) continue;

try {
writeField(resources, "mAssets", newAssetManager);
originalAssetManager = assetManager;
} catch (Throwable ignore) {
Object resourceImpl = readField(resources, "mResourcesImpl", true);
writeField(resourceImpl, "mAssets", newAssetManager);
}

resources.updateConfiguration(resources.getConfiguration(),
resources.getDisplayMetrics());
}

if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.LOLLIPOP) {
for (WeakReference<Resources> wr : references) {
Resources resources = wr.get();
if (resources == null) continue;

// android.util.Pools$SynchronizedPool<TypedArray>
Object typedArrayPool = readField(resources, "mTypedArrayPool", true);

// Clear all the pools
while (invokeMethod(typedArrayPool, "acquire") != null) ;
}
}
}