Android插件化之Small框架原理

Android插件化 , 评论

Small是一个轻量化的插件化框架，Small的使用介绍可以查看官网文档)了解，Small项目接入总结可以查看博客的另一篇《Small框架实践总结》。这篇文章主要从以下几个角度来看Small框架的实现原理。

  1. Small如何实现插件代码打包和资源打包
  2. Small加载插件代码和资源的原理
  3. Small代理插件activity生命周期的原理

关于Small插件化的其他文档：

《Android插件化之Small框架实践总结》
《Android插件化之资源加载机制》
《Android插件化之从入门到放弃》

0x01 Small如何打包module代码?

small插件化中的三种组件角色，分别是app.*，lib.*，宿主。small在打包过程中会根据不同module的类型针对不同组件使用不同编译插件做处理，分别是:

  1. AppPlugin –> app.*
  2. LibraryPlugin –> lib.*
  3. HostPlugin –> app
  4. AssetPlugin –> 其他

在处理模块依赖上，首先区分gradle的两种依赖方式:

  1. Compile: compile是对所有的build type以及flavors都会参与编译并且打包到最终的apk文件中。
  2. Provided: Provided是对所有的build type以及flavors只在编译时使用，只参与编译，不打包到最终apk。

在打包app.*插件时，将app.*对其他module的依赖转换成provided依赖。当执行插件打包时可以看做是插件模块执行assembleRelease。

在打包lib.*插件时，LibraryPlugin会修改插件模块的build.gradle文件，apply plugin: 从'com.android.library'修改成'com.android.application'，将对lib的方式转换成app的打包，再执行assembleRelease任务。

0x02 Small如何解决资源id冲突?

Android App资源id的格式是0xPPTTNNNN，其中：

  • PP 资源的package id
  • TT 资源类型的id，类型是attr、layout、string等等
  • NNNN 资源的entry id

Android App资源的默认packageId是0x7f，当同时加载多个插件apk时。必然会有插件间资源id冲突的情况。业界解决资源id冲突主要通过package id的分段，实现方式一般有两种方式，第一种方式是修改aapt工具源码，让aapt针对插件打包时每个插件的packageId都不相同，重新编译出aapt，而达到解决资源id冲突的问题。small框架使用的是另外一种方式，那就是读取并重写resources.arsc文件。大致的处理流程如下（出自small原作者在github issues的回答）：

  1. 编译完整的资源包，利用symbol/R.txt搜集完整包entries的资源信息
  2. 搜集当前插件包res目录的entry信息
  3. 根据(2)，通过重新排序分配各个entry的资源id，并结合(1),形成旧id到新id的映射
  4. 解析(1)生成的resources.arsc文件，利用(3)进行过滤输出

0x03 Small如何加载插件代码？

Small的加载插件代码的方式基于android dex分包方案的，简单的说small通过将多个dex文件塞入到app的classloader中，达到加载插件代码的目的。Small并不会更换系统的classloader，所以这样在面对多种不同机型时可能就不会遇到的兼容性问题。

怎样把多个dex文件塞入系统classloader中，可以看下QQ空间的热修复方案

0x04 Small如何加载插件资源?

Android资源是由 AssetManager 加载的。应用启动时系统创建一个AssetManager实例，并通过addAssetPath方法添加资源路径，默认添加:

  • “/framework/base.apk” - Android base resources (base)
  • “/data/app/*.apk” - The launching apk resources (host)

那么如何让插件的资源能够被系统加载？Small的方式是自己创建的AssetManager，调用AssetManger的addAssetPath方法添加插件资源路径，再将系统创建的AssetManager替换掉。

Hook AssetManager路径如下:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
ActivityThread
|
|---ResourcesManager mResourcesManager
    |
    |--- ArrayList<WeakReference<Resources>> mResourceReferences
         |
         |--- ResourcesImpl mResourcesImpl
              |
              |--- AssetManager mAssets
         
    |--- ArrayMap<ResourcesKey, WeakReference<ResourcesImpl>> mResourceImpls
         |
         |--- ResourcesImpl mResourcesImpl
              |
              |--- AssetManager mAssets

0x05 Small如何代理插件Activity的生命周期?

先看Andriod中Activity是如何启动的。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
MyActivity.startActivity()
|
|-->Activity.startActivity() 
    |
    |-->Activity.startActivityForResult()
        |
        |-->Instrumentation.execStartActivty()
            |
            |-->ActivityManagerNative.getDefault().startActivityAsUser()

通过 Activity 的启动流程可以发现，Activity是由 ActivityThread 和 Instrumentation 启动的，Instrumentation有关Activity启动相关的方法大概有：execStartActivity、newActivity等等。Small是这样操作的: 

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
MyActivity.startActivity()
|
|-->Activity.startActivity() 
    |
    |-->Activity.startActivityForResult()
        |
        |-->InstrumentationWrapper.execStartActivty()
            |
            |--> InstrumentationWrapper.wrapIntent() 将 Intent { cmp=net.wequick.example.small/.app.main.MainActivity }
            |--> 转换成 Intent { cat=[>net.wequick.example.small.app.main.MainActivity] cmp=net.wequick.example.small/net.wequick.small.A }
                |
                |-->Instrumentation.execStartActivty()
                    |
                    |-->ActivityManagerNative.getDefault().startActivityAsUser()

Small首先在宿主manifest中注册一个命名特殊的占坑activity来欺骗系统获取生命周期，在封装一个Instrumentation替换掉宿主的，系统启动的是A这个activity，但classloader实际加载的代码却是 MainActivity.class 这个类。

1
2
<!-- Stub Activities -->
<activity android:name=".A" android:launchMode="standard"/>

伪代码如下: 

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
ActivityThread thread = currentActivityThread();
Instrumentation base = thread.@mInstrumentation;
Instrumentation wrapper = new InstrumentationWrapper(base);
thread.@mInstrumentation = wrapper;

class InstrumentationWrapper extends Instrumentation {
    public ActivityResult execStartActivity(..., Intent intent, ...) {
        fakeToStub(intent);
        base.execStartActivity(args);
    }

    @Override
    public Activity newActivity(ClassLoader cl, String className, Intent intent) {
        className = restoreToReal(intent, className);
        return base.newActivity(cl, className, intent);
    }
}

0x06 Small如何动态更新插件模块?

查看github sample实现方式

0x07 参考文档

Small 官方 wiki

QQ空间热补丁动态修复技术介绍

转载请标明出处病已blog https://ivonhoe.github.io/

病已Android Developer