做程序开发,基础很重要。同样是拧螺丝人家拧出来的可以经久不坏,你拧出来的遇到点风浪就开始颤抖,可见基本功的重要性。再复杂的技术,也是由一个一个简单的逻辑构成。先了解核心基础,才能更好理解前沿高新技术。
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- 先看效果{github Demo地址}:(https://github.com/18598925736/HotUpdateDemo)
- Demo使用方法
- Demo源码概览
- 热修复核心技术
- 基础知识预备
- hook思路
- TIPS
热更新技术,不是新话题。目前最热门的热更新由两种,一种是腾讯tinker为代表的 需重启app的热更新,一种是美团app为代表的instant Run,无需重启app. 今天先探究 前者的核心原理。
先看效果[github Demo地址] :(https://github.com/18598925736/HotUpdateDemo)
假如说这是我们的app界面,这个界面有个bug,我们直接用一个 TextView来表示
然而,我们的开发人员发现了这个bug,但是产品已经上线。这时候,由于引起bug的 代码,只有一行,
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceStata) {
super.onCreate(savedINstanceState);
srtContentView(R.layout.activity_main);
TextView textView = findViewById(R.id.tv);
Bug bug = new Bug():
String s = bug.getstr():
textView.setText(s):
}
}

这个时候,机智的程序员用最快的方式修复了这个bug,也只是改了一行代码:
那么,产品已经在线上,怎么办?我们通过后台,向app推送了一个 fix.dex文件, 等这个文件下载完成,app提示用户,发现新的更新,需要重启app. 待用户重启,代码修复 即会生效。无需发布新版本!
Demo使用方法
下载Demo代码之后,会在assets下看到一个fix.dex文件
按照正常的逻辑,我们做bug修复一定是把fix.dex放到服务器上, app去服务器下载它,然后存放在app私有目录,重启app之后,fix.dex生效, 当加载到这个类的时候,就会去读fix.dex中当时打包的已修复bug的类. 但是,我这里为了演示方便,直接放在assets,然后使用 项目中的 AssetsFileUtil类 用io流将它读写到 app私有目录下.
演示方法:
起作用的是谁?就是这个fix.dex文件.

如上图所示: 核心类其实就只有一个: ClassLoaderHookHelper ,它 就是 让 fix.dex这个补丁发挥作用的 " 幕后大佬". 这个核心类:有3个方法,分别是在不同的系统版本上,来对源码程序逻辑进行 hook,提高hook的兼容性.
下面是完整 ClassLoaderHookHelper代码 以及 使用它的 MyApp完整代码 :
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.Array;
import java.lang.reflect.Field
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class ClassLoaderHookHelper {
//23和19的差别,就是 makeXXXElements 方法名和参数要求不同
//后者是 makeDexElements(ArrayList files, File optimizedDirectory,ArrayList suppressedExceptions)
//前者是 makePathElements(List files, File optimizedDirectory,List suppressedExceptions)
public static void hookV23(ClassLoader classLoader,File outDexFilePath,File optimizedDirectory)throws IllegalAccessException, InvocationTargetException {
Field pathList =ReflectionUtil.getField(classLoader,"pathList");//1、获DexPathList pathList 属性
object dexpathListobj =pathList.get(classLoader);//2、获DexPathList pathList对象
Field dexElementsField =ReflectionUtil.getField(dexPathListObj, "dexElements");//3、获得DexPathList的dexElements属性
Object[] oldElements =(Object[]) dexElementsField.get(dexPathListObj);//4、获得pathList对象中 dexElements 的属性值
...
}
}
其实 热修复的核心技术,就一句话,
HookClassLoader,但是要深入了解它,需要相当多的基础知识,下面列举出必须要知道的一些东西。基础知识预备
1.Dex文件是什么?
我们写安卓,目前还是用 java比较多,就算是用 kotlin,它最终也是要转换成 java来运行。 java文件,被编译成 class之后,多个 class文件,会被打包成
classes.dex,被放到apk中,安卓设备拿到apk,去安装解析( 预编译balabala...),当我们运行 app时, app的程序逻辑全都是在classes.dex中。所以,dex文件是什么?一句话,dex文件是 android app的源代码的最终打包
androidStudio 打包 apk的时候会生成 Dex,其实它使用的是 SDK的 dx命令,我们可以用 dx命令自己去打包想要打包的 class. 命令格式为:dx --dex --output=output.dex xxxx.class 将上面的output 和 xxxx换成你想要的文件名即可。
注:dx.bat在 安卓 SDK的目录下:比如我d的`C:\XXXXX\AndroidStudioAbout\sdk1\build-tools\28.0.3\dx.bat
ClassLoader是什么?ClassLoader来自 jdk,翻译为 :类加载器,用于将 class文件中的类,加载到内存中,生成 class对象。只有存在了 Class对象,我们才可以创建我们想要的对象。 android SDK继承了JDK的 classLoader,创造出了新的 ClassLoader子类。下图表示了 android9.0-28 所有的ClassLoader直接或者间接子类.
比较多的是 BaseDexClassLoader, DexClassLoader , PathClassLoader, 其他这些,应该是谷歌大佬 创造出来新的 类加载器子类吧,还没研究过。
注:关于 DexClassLoader和 PathClassLoader ,网上资料有个误区,应该不少人都认为, PathClassLoader 用于加载 app内部的 dex文件, DexClassLoader用于加载外部的 dex文件,但是其实只要看一眼 这两个类的关系,就会发现,它们都是继承自 BaseDexClassLoader,他们的构造函数内部都会去执行父类的构造函数。他们只有一个差别,那就是 PathClssLoader不用传 optimizedDirectory这个参数,但是 DexClassLoader必须传。这个参数的作用是,传入一个 dex优化之后的存放目录。而事实上,虽然 PathClassLoader不要求传这个 optimizedDirectory,但是它实际上是给了一个默认值。emmmm............所以不要再认为 PathClassLoader不能加载外部的 dex了,它只是没有让你传 optimizedDirectory而已。
另外:BootClassLoader用于加载 AndroidFramework层class文件( SDK中没有这个BootClassLoader,也是很奇怪) PathClassLoader 是用于Android应用程序类的加载器,可以加载指定的 dex,以及 jar、 zip、 apk中的 classes.dex。 DexClassLoader 可以加载指定的 dex,以及 jar、 zip、 apk中的 classes.dex。
ClassLoader的双亲委托机制是什么?android里面 ClassLoader的作用,是将 dex文件中的类,加载到内存中,生成 Class对象,供我们使用 (举个例子:我写了一个 A类,app运行起来之后,当我需要new 一个 A, ClassLoader首先会帮我查找 A的 Class对象是否存在,如果存在,就直接给我 Class对象,让我拿去 new A,如果不存在,就会出创建这个 A的 Class对象。) 这个查找的过程,就遵循 双亲委托机制。一句话解释 双亲委托机制:某个 类加载器在加载某个 类的时候,首先会将 这件事委托给 parent类加载器,依次递归,如果 parent类加载器可以完成加载,就会直接返回 Class对象。如果 parent找不到或者没有父了,就会 自己加载。
下图是 安卓源码 ClassLoader.java:
红字注解,很容易读懂 ClassLoader去 load一个 class的过程.
OK,现在可以来解读我是如何去hook ClassLoader的了. 解读之前,先弄清楚,我为何 要 hookClassLoader,为什么 hook了它之后,我的 fix.dex就能发挥作用?先解决这个疑问,既然是 hook,那么自然要读懂源码,因为 hook就是在理解源码思维的前提下,更改源码逻辑。 一张图解决你的疑问:
按照上面图,去追踪源码,会发现, ClassLoader最终会从 DexFile对象中去获得一个 Class对象。并且在 DexPathList类中 findClass的时候,存在一个 Element数组的遍历。这就意味着,如果存在多个 dex文件,多个 dex文件中都存在同样一个 class,那么它会从第一个开始找,如果找到了,就会立即返回。如果没找到,就往下一个dex去找。
也就是说,如果我们可以在 这个数组中插入我们自己的修复bug的 fix.dex,那我们就可以让我们 已经修复bug的补丁类发挥作用,让类加载器优先读取我们的 补丁类.
OK,理解了源码的逻辑,那我们可以动手了。来解析SDK 23的 hookClassLoader过程吧!
确定思路,我们要改变app启动之后,自带的ClassLoader对象(具体实现类是PathClassLoader )中 DexPathList 中 Element[] element 的实际值。
那么,步骤:
1.取得
PathClassLoader的pathList的属性
2.取得PathClassLoader的pathList的属性真实值(得到一个DexPathList对象)
3.获得DexPathList中的dexElements属性
4.获得DexPathList对象中dexElements属性的真实值(它是一个Element数组) 做完这4个步骤,我们得到下面的代码
5.用外部传入的Dex文件路径,构建一个我们自己的Element数组
6.将从外部传入的ClassLoader中得到的Element数组和 我们自己的Element数组合并起来, 注意,我们自己的数组元素要放前面!
7.将刚才合并的新Element数组,设置到 外部传入的ClassLoader里面去。
OK,收官!
上面的内容,读起来可能会有一些疑问,我预估到了一些,将答案写在下面
1.当我们需要反射获得一个类的某个方法或者成员变量时,我们只想拿
getDeclareXX,因为我们只想拿本类中的成员,但是仅仅getDeclareXX不能跨越继承关系 拿到 父类中的非私有成员,所以我写了ReflectionUtil.java,支持跨越继承关系 拿到父类的非私有成员。
2.这种热修复,是不是下载的包会很大,和原先的apk差不多大?答案是,NO,我们只需要将我们修复bug之后的补丁dex下载到设备,让app重启,去读取这个dex即可。补丁包很小,甚至只有1K.
3.这种修复方式必须重启么? 是的,必须重启,当然,存在不需要重启就可以修复bug的方法,那种方法叫做instant run方案,本文不涉及。而,当前这种方案叫做:MultipleDex即,多dex方案。
*4.** 为什么要对SDK23 ,19,14 写不同的hook代码?因为SDK版本的变迁,导致 一些类的关系,变量名,方法名,方法参数(个数和类型)都会发生变化,所以,要针对各个变迁的版本进行兼容。