Android热修复学习(一)

前言

什么是热修复？

当我们应用上线后出现bug需要及时修复时，不用通过新发安装包，而是通过发布补丁包，在客户无感知的情况下修复bug；

热修复执行流程

开发侧修复bug提供补丁包给服务端，服务端将补丁包下发给客户端，客户端拿到补丁包后执行热修复相关代码进行修复；

常用三方热修复框架原理浅析

常见热修复方案比较

AndFix 阿里巴巴热修复方案【已停止维护】

github地址

AndFix

方案流程

在native动态替换java层的方法，通过native层hook java层的代码，从而改变执行顺序，进行修复；

Robust 美团热修复方案

github地址

Robust

方案流程

对每个函数都在编译打包阶段自动的插入一段代码，类似于代理，将方法执行的代码重定向到其他方法中；

   //编写的代码
    @Modify //改动代码后手动添加注解用于补丁包生成
    public long getIndex() {
        return 100;
    }

    //经过插桩后实际执行的代码
    public long getIndex() {
        if (changQuickRedirect != null) {
            return 修复的实现逻辑;
        }
        return 100;
    }
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Android热修复生成patch补丁工具

zip 0星 超过10%的资源 5.02MB

下载

Tinker 腾讯热修复方案

github地址

Tinker
Tinker通过计算比对指定的Base Apk中的dex与修复后的Apk中的dex的区别，补丁包中的内容即为两者差分的描述。运行时将Base Apk中的dex与补丁包进行合成，重启后加载全新合成后的dex文件；

热修复简单实战

在前面我们学习了插件化相关知识，了解了类加载机制原理以及实现插件化调用，其实热修复和插件化实施差不多，区别主要是当进行dex合并的时候，需要将补丁包中的dex加载到base dex的前面，这样才能达到加载补丁包中class的目的。关于类加载机制原理这里就不再赘述，有需要可直接参考：Android插件化学习之初识类加载机制

这里我们简单写个热修复相关的demo；

• 先写个bug~~

public class TestUtils {
   public static void test() {
       throw new IllegalArgumentException("故意写bug....");
       // Log.e(TestUtils.class.getSimpleName(), "bug 已修复...");
   }
}
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• 将bug修复并打包成dex文件存放到sdcard下

public class TestUtils {
   public static void test() {
      // throw new IllegalArgumentException("故意写bug....");
        Log.e(TestUtils.class.getSimpleName(), "bug 已修复...");
   }
}
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使用dx命令打包成dex存放在sdcard目录下；

• 将修复后的dex与当前dex合并

public class LoadUtils {

   public static void loadPluginDexFile(Context context) {
       try {
           Class<?> baseDexClassLoaderClazz = Class.forName("dalvik.system.BaseDexClassLoader");
           Field pathListField = baseDexClassLoaderClazz.getDeclaredField("pathList");
           pathListField.setAccessible(true);

           Class<?> dexPathListClazz = Class.forName("dalvik.system.DexPathList");
           Field dexElementsField = dexPathListClazz.getDeclaredField("dexElements");
           dexElementsField.setAccessible(true);

           //获取宿主dexElements
           ClassLoader hostClassLoader = context.getClassLoader();
           Object pathList = pathListField.get(hostClassLoader);
           Object[] hostDexElements = (Object[]) dexElementsField.get(pathList);

           //获取插件dexElements
           DexClassLoader pluginDexClassLoader = new DexClassLoader("/sdcard/patch.dex", context.getCacheDir().getAbsolutePath(), null, hostClassLoader);
           Object pluginPathList = pathListField.get(pluginDexClassLoader);
           Object[] pluginDexElements = (Object[]) dexElementsField.get(pluginPathList);

           //合并两个dex Element数组【修复插件的dex放在数组前面】
           Object[] resultDexElements = (Object[]) Array.newInstance(hostDexElements.getClass().getComponentType(), hostDexElements.length + pluginDexElements.length);
           System.arraycopy(pluginDexElements, 0, resultDexElements, 0, pluginDexElements.length);
           System.arraycopy(hostDexElements, 0, resultDexElements, pluginDexElements.length, hostDexElements.length);
           //将合并的结果复制给宿主dex Elements
           dexElementsField.set(pathList, resultDexElements);
       } catch (Exception e) {
           e.printStackTrace();
           Log.e("LoadUtils", e.toString());
       }
   }

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Android N混合编译

ART是在Android KitKat（Android4.0）进入并在Lolipop（Android 5.0）中设为默认运行环境，可以看作Dalvik 2.0；
ART模式在Android7.0之前安装APK会采用AOT（Ahead of Time：提前编译、静态编译）预编译为机器码；
而在Android N（Android7.0）使用混合模式的运行时，应用在安装时不做编译，而是运行时解释字节码，同时在JIT编译了一些代码后将这些代码信息记录至Profile文件，等到设备空闲的时候使用AOT（All-Of-the-Time compilation:全时段编译）编译生成称为app_image的base.art（类对象映像）文件，这个art文件会在apk启动时自动加载（相当于缓存）。根据类加载原理，类被加载后无法替换，因此存在无法修复的问题；

混合编译热修复解决方案

运行时，通过反射替换系统创建的PathClassLoader
App image中的class是插入到PathClassLoader中的ClassTable中；假设我们完全废弃掉PathClassLoader，而是采用新建一个PathClassLoader加载后续所有的类，即可达到将缓存数据无用化的目的；具体方式可参考Tinker中的替换方式；

总结

热修复实现原理归根还是类加载机制，与插件化方案的不同之处在于修复dex需要放在合并后的dex数组前面，才能执行修复后的代码；本质上都是对于类加载机制的运用；