Android开发 热修复Tinker源码浅析.docx
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Android开发热修复Tinker源码浅析
Android开发——热修复Tinker源码浅析
0.前言
热修复这项技术，基本上已经成为Android项目比较重要的模块了。
主要因为项目在上线之后，都难免会有各种问题，而依靠发版去修复问题，成本太高了。
现在热修复的技术基本上有阿里的AndFix、QZone的方案、美团提出的思想方案以及腾讯的Tinker等。
其中AndFix可能接入是最简单的一个（和Tinker命令行接入方式差不多），不过AndFix兼容性有一定的问题，QZone方案对性能会有一定的影响，且在Art模式下出现内存错乱的问题，美团提出的思想方案主要是基于InstantRun的原理，目前尚未开源，兼容性较好。
这么看来，如果选择开源方案，Tinker目前是最佳的选择，下面来看看Tinker的大致的原理分析。
1.原理概述
Tinker将old.apk和new.apk做了diff，拿到patch.dex后将其与本机中apk的classes.dex做了合并，生成新的classes.dex，运行时通过反射将合并后的dex文件放置在加载的dexElements数组的前面。
运行时替代的原理，其实和Qzone的方案差不多，都是去反射修改dexElements。
两者的差异是：
Qzone是直接将patch.dex插到数组的前面；而Tinker是合并后的全量dex插在数组的前面。
因为Qzone方案中提到的CLASS_ISPREVERIFIED的解决方案存在问题。
Android的ClassLoader体系中加载类一般使用的是PathClassLoader和DexClassLoader，大家只需要明白，Android使用PathClassLoader作为其类加载器，DexClassLoader可以从.jar和.apk类型的文件内部加载classes.dex文件就好了。
对于加载类，无非是给个classname，然后去findClass，PathClassLoader和DexClassLoader都继承自BaseDexClassLoader。
在BaseDexClassLoader中有如下源码：
[java]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片
#BaseDexClassLoader
@Override
protectedClass
>findClass（Stringname）throwsClassNotFoundException{
Classclazz=pathList.findClass（name）;
if（clazz==null）{
thrownewClassNotFoundException（name）;
}
returnclazz;
}
#DexPathList
publicClassfindClass（Stringname）{
for（Elementelement:
dexElements）{
DexFiledex=element.dexFile;
if（dex!
=null）{
Classclazz=dex.loadClassBinaryName（name,definingContext）;
if（clazz!
=null）{
returnclazz;
}
}
}
returnnull;
}
#DexFile
publicClassloadClassBinaryName（Stringname,ClassLoaderloader）{
returndefineClass（name,loader,mCookie）;
}
privatenativestaticClassdefineClass（Stringname,ClassLoaderloader,intcookie）;
可以看出BaseDexClassLoader中有个pathList对象，pathList中包含一个DexFile的集合dexElements，而对于类加载就是遍历这个集合，通过DexFile去寻找。
通俗点说，一个ClassLoader可以包含多个dex文件，每个dex文件是一个Element，多个dex文件排列成一个有序的数组dexElements，当找类的时候，会按顺序遍历dex文件，然后从当前遍历的dex文件中找类，如果找类则返回，如果找不到从下一个dex文件继续查找。
那么这样的话，我们可以在这个数组的第一个元素放置我们的patch.jar，里面包含修复过的类，这样的话，当遍历findClass的时候，我们修复的类就会被查找到，从而替代有bug的类。
本片文章Tinker源码分析的两条线：
（1）应用启动时，从默认目录加载合并后的classes.dex
（2）patch下发后，合成classes.dex至目标目录
2．源码浅析
2.1加载patch
加载的代码实际上在生成的Application中调用的，其父类为TinkerApplication，在其attachBaseContext中辗转会调用到loadTinker（）方法，在该方法内部，反射调用了TinkerLoader的tryLoad方法。
继而调用了tryLoadPatchFilesInternal方法。
[java]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片
@Override
publicIntenttryLoad（TinkerApplicationapp,inttinkerFlag,booleantinkerLoadVerifyFlag）{
IntentresultIntent=newIntent（）;
longbegin=SystemClock.elapsedRealtime（）;
tryLoadPatchFilesInternal（app,tinkerFlag,tinkerLoadVerifyFlag,resultIntent）;
longcost=SystemClock.elapsedRealtime（）-begin;
ShareIntentUtil.setIntentPatchCostTime（resultIntent,cost）;
returnresultIntent;
}
[java]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片
privatevoidtryLoadPatchFilesInternal（TinkerApplicationapp,inttinkerFlag,booleantinkerLoadVerifyFlag,IntentresultIntent）{
//省略大量安全性校验代码
if（isEnabledForDex）{
//tinker/patch.info/patch-641e634c/dex
booleandexCheck=TinkerDexLoader.checkComplete（patchVersionDirectory,securityCheck,resultIntent）;
if（!
dexCheck）{
//filenotfound,donotloadpatch
Log.w（TAG,"tryLoadPatchFiles:
dexcheckfail"）;
return;
}
}
//nowwecanloadpatchjar
if（isEnabledForDex）{
booleanloadTinkerJars=TinkerDexLoader.loadTinkerJars（app,tinkerLoadVerifyFlag,patchVersionDirectory,resultIntent,isSystemOTA）;
if（!
loadTinkerJars）{
Log.w（TAG,"tryLoadPatchFiles:
onPatchLoadDexesFail"）;
return;
}
}
}
其中TinkerDexLoader.checkComplete主要是用于检查下发的meta文件中记录的dex信息（meta文件，可以查看生成patch的产物，在assets/dex-meta.txt），检查meta文件中记录的dex文件信息对应的dex文件是否存在，并把值存在TinkerDexLoader的静态变量dexList中。
TinkerDexLoader.loadTinkerJars传入四个参数，分别为application，tinkerLoadVerifyFlag（注解上声明的值，传入为false），patchVersionDirectory当前version的patch文件夹，intent，当前patch是否仅适用于art。
[java]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片
@TargetApi（Build.VERSION_CODES.ICE_CREAM_SANDWICH）
publicstaticbooleanloadTinkerJars（Applicationapplication,booleantinkerLoadVerifyFlag,
Stringdirectory,IntentintentResult,booleanisSystemOTA）{
PathClassLoaderclassLoader=（PathClassLoader）TinkerDexLoader.class.getClassLoader（）;
StringdexPath=directory+"/"+DEX_PATH+"/";
FileoptimizeDir=newFile（directory+"/"+DEX_OPTIMIZE_PATH）;
ArrayListlegalFiles=newArrayList<>（）;
finalbooleanisArtPlatForm=ShareTinkerInternals.isVmArt（）;
for（ShareDexDiffPatchInfoinfo:
dexList）{
//fordalvik,ignoreartsupportdex
if（isJustArtSupportDex（info））{
continue;
}
Stringpath=dexPath+info.realName;
Filefile=newFile（path）;
legalFiles.add（file）;
}
//justforart
if（isSystemOTA）{
parallelOTAResult=true;
parallelOTAThrowable=null;
Log.w（TAG,"systemOTA,tryparalleloatdexes!
!
!
!
!
"）;
TinkerParallelDexOptimizer.optimizeAll（
legalFiles,optimizeDir,
newTinkerParallelDexOptimizer.ResultCallback（）{
}
）;
SystemClassLoaderAdder.installDexes（application,classLoader,optimizeDir,legalFiles）;
returntrue;
找出仅支持art的dex，且当前patch是否仅适用于art时，并行去loadDex。
关键是最后的installDexes：
[java]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片
@SuppressLint（"NewApi"）
publicstaticvoidinstallDexes（Applicationapplication,PathClassLoaderloader,FiledexOptDir,Listfiles）
throwsThrowable{
if（!
files.isEmpty（））{
ClassLoaderclassLoader=loader;
if（Build.VERSION.SDK_INT>=24）{
classLoader=AndroidNClassLoader.inject（loader,application）;
}
//becauseindalvik,ifinnerclassisnotthesameclassloaderwithitwrapperclass.
//itwon'tfailatdex2opt
if（Build.VERSION.SDK_INT>=23）{
V23.install（classLoader,files,dexOptDir）;
}elseif（Build.VERSION.SDK_INT>=19）{
V19.install（classLoader,files,dexOptDir）;
}elseif（Build.VERSION.SDK_INT>=14）{
V14.install（classLoader,files,dexOptDir）;
}else{
V4.install（classLoader,files,dexOptDir）;
}
//installdone
sPatchDexCount=files.size（）;
Log.i（TAG,"afterloadedclassloader:
"+classLoader+",dexsize:
"+sPatchDexCount）;
if（!
checkDexInstall（classLoader））{
//resetpatchdex
SystemClassLoaderAdder.uninstallPatchDex（classLoader）;
thrownewTinkerRuntimeException（ShareConstants.CHECK_DEX_INSTALL_FAIL）;
}
}
}
这里实际上就是根据不同的系统版本，去反射处理dexElements。
我们看一下V19的实现：
[java]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片
privatestaticfinalclassV19{
privatestaticvoidinstall（ClassLoaderloader,ListadditionalClassPathEntries,
FileoptimizedDirectory）
throwsIllegalArgumentException,IllegalAccessException,
NoSuchFieldException,InvocationTargetException,NoSuchMethodException,IOException{
FieldpathListField=ShareReflectUtil.findField（loader,"pathList"）;
ObjectdexPathList=pathListField.get（loader）;
ArrayListsuppressedExceptions=newArrayList（）;
ShareReflectUtil.expandFieldArray（dexPathList,"dexElements",makeDexElements（dexPathList,
newArrayList（additionalClassPathEntries）,optimizedDirectory,
suppressedExceptions））;
if（suppressedExceptions.size（）>0）{
for（IOExceptione:
suppressedExceptions）{
Log.w（TAG,"ExceptioninmakeDexElement",e）;
throwe;
}
}
}
}
（1）找到PathClassLoader（BaseDexClassLoader）对象中的pathList对象
（2）根据pathList对象找到其中的makeDexElements方法，传入patch相关的对应的实参，返回Element[]对象
（3）拿到pathList对象中原本的dexElements方法
（4）步骤2与步骤3中的Element[]数组进行合并，将patch相关的dex放在数组的前面
（5）最后将合并后的数组，设置给pathList
2.2合成patch
入口为onReceiveUpgradePatch（）方法：
[java]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片
TinkerInstaller.onReceiveUpgradePatch（getApplicationContext（）,
Environment.getExternalStorageDirectory（）.getAbsolutePath（）+"/patch_signed.apk"）;
上述代码会调用DefaultPatchListener中的onPatchReceived方法：
[java]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片
#DefaultPatchListener
@Override
publicintonPatchReceived（Stringpath）{
intreturnCode=patchCheck（path）;
if（returnCode==ShareConstants.ERROR_PATCH_OK）{
TinkerPatchService.runPatchService（context,path）;
}else{
Tinker.with（context）.getLoadReporter（）.onLoadPatchListenerReceiveFail（newFile（path）,returnCode）;
}
returnreturnCode;
}
首先对Tinker的相关配置（isEnable）以及patch的合法性进行检测，如果合法，则调用TinkerPatchService.runPatchService（context,path）。
[java]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片
publicstaticvoidrunPatchService（Contextcontext,Stringpath）{
try{
Intentintent=newIntent（context,TinkerPatchService.class）;
intent.putExtra（PATCH_PATH_EXTRA,path）;
intent.putExtra（RESULT_CLASS_EXTRA,resultServiceClass.getName（））;
context.startService（intent）;
}catch（Throwablethrowable）{
TinkerLog.e（TAG,"startpatchservicefail,exception:
"+throwable）;
}
}
TinkerPatchService是IntentService的子类，这里通过intent设置了两个参数，一个是patch的路径，一个是resultServiceClass，该值是调用Tinker.install的时候设置的，默认为DefaultTinkerResultService.class。
由于是IntentService，直接看onHandleIntent即可。
[java]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片
@Override
protectedvoidonHandleIntent（Intentintent）{
finalContextcontext=getApplicationContext（）;
Tinkertinker=Tinker.with（context）;
Stringpath=getPatchPathExtra（intent）;
FilepatchFile=newFile（path）;
booleanresult;
increasingPriority（）;
PatchResultpatchResult=newPatchResult（）;
result=upgradePatchProcessor.tryPatch（context,path,patchResult）;
patchResult.isSuccess=result;
patchResult.rawPatchFilePath=path;
patchResult.costTime=cost;
patchResult.e=e;
AbstractResultService.runResultService（context,patchResult,getPatchResultExtra（intent））;
}
比较清晰，主要关注upgradePatchProcessor.tryPatch方法，调用的是UpgradePatch.tryPatch。
这里有个有意思的地方increasingPriority（），其内部实现为：
[java]viewplaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片
privatevoidincreasingPriority（）{
TinkerLog.i（TAG,"trytoin
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