从入门到精通,一文全解Android热修复技术

前言

热修复技术是当下Android开发中比较高级和热门的知识点,是中级开发人员通向高级开发中必须掌握的技能。同时目前Android业内,热修复技术也是百花齐放,各大厂都推出了自己的热修复方案,使用的技术方案也各有所异,当然各个方案也都存在各自的局限性。希望通过本文的梳理阐述,了解这些热修复方案的对比及实现原理,掌握热修复技术的本质,同时也能应用实践到实际项目中去,帮助大家学以致用(文末有学习笔记分享)。

什么是热修复

简单来讲,为了修复线上问题而提出的修补方案,程序修补过程无需重新发版!

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正常版本开发与热修复开发流程对比

为什么要学习热修复

在正常软件开发流程中,线下开发->上线->发现bug->紧急修复上线。不过对于这种方式代价太大,而且永远避免不了面临如下几个问题:

  1. 开发上线的版本能保证不存在Bug么?

  2. 修复后的版本能保证用户都及时更新么?

  3. 如何最大化减少线上Bug对业务的影响?

而相对比之下,热修复的开发流程就显得更加灵活,无需重新发版,实时高效热修复,无需下载新的应用,代价小,最重要的是及时的修复了bug。而且随着热修复技术的发展,现在不仅可以修复代码,同时还可以修复资源文件及SO库。

微信图片_20201210155930.jpg

怎么选择合适的热修复技术方案?

文章开篇就说了现在各大厂都推出了自己的热修复方案,那么我们到底该如何去选择一套适合自己的热修复技术去学习呢?接下来我将从现在主流热修复的方案对比来给予你答案。

国内主流热修复技术方案

1、阿里系

名称说明AndFix开源,实时生效HotFix阿里百川,未开源,免费、实时生效Sophix未开源,商业收费,实时生效/冷启动修复

HotFix是AndFix的优化版本,Sophix是HotFix的优化版本。目前阿里系主推是Sophix。

2、腾讯系

名称说明Qzone超级补丁QQ空间,未开源,冷启动修复QFix手Q团队,开源,冷启动修复Tinker微信团队,开源,冷启动修复。提供分发管理,基础版免费

3、其他

名称说明Robust美团, 开源,实时修复Nuwa大众点评,开源,冷启动修复Amigo饿了么,开源,冷启动修复

各热修复方案对比

微信图片_20201210155936.png

怎么选择合适的热修复方案 怎么选?这个只能说一切看需求。如果公司综合实力强,完全考虑自研都没问题,但需要综合考虑成本及维护。下面给出2点建议,如下:

  1. 项目需求
  • 只需要简单的方法级别Bug修复?

  • 需要资源及so库的修复?

  • 对平台兼容性要求及成功率要求?

  • 有需求对分发进行控制,对监控数据进行统计,补丁包进行管理?

  • 公司资源是否支持商业付费?

  1. 学习及使用成本
  • 集成难度

  • 代码侵入性

  • 调试维护

  1. 选择大厂
  • 技术性能有保障

  • 有专人维护

  • 热度高,开源社区活跃

  1. 如果考虑付费,推荐选择阿里的Sophix,Sophix是综合优化的产物,功能完善、开发简单透明、提供分发及监控管理。如果不考虑付费,只需支持方法级别的Bug修复,不支持资源及so,推荐使用Robust。如果考虑需要同时支持资源及so,推荐使用Tinker。最后如果公司综合实力强,可考虑自研,灵活性及可控制最强。

热修复技术方案原理

技术分类

微信图片_20201210155941.jpg

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NativeHook 原理

原理及实现

NativeHook的原理是直接在native层进行方法的结构体信息对换,从而实现完美的方法新旧替换,从而实现热修复功能。 下面以AndFix的一段jni代码来进行说明,如下:

<pre spellcheck="false" class="md-fences md-end-block ty-contain-cm modeLoaded" lang="" cid="n79" mdtype="fences" style="box-sizing: border-box; overflow: visible; font-family: var(--monospace); font-size: 0.9em; display: block; break-inside: avoid; text-align: left; white-space: normal; background-image: inherit; background-position: inherit; background-size: inherit; background-repeat: inherit; background-attachment: inherit; background-origin: inherit; background-clip: inherit; background-color: rgb(248, 248, 248); position: relative !important; border: 1px solid rgb(231, 234, 237); border-radius: 3px; padding: 8px 4px 6px; margin-bottom: 15px; margin-top: 15px; width: inherit; color: rgb(51, 51, 51); font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-indent: 0px; text-transform: none; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;">void replace_6_0(JNIEnv* env, jobject src, jobject dest) {

// 通过Method对象得到底层Java函数对应ArtMethod的真实地址
art::mirror::ArtMethod* smeth =
(art::mirror::ArtMethod) env->FromReflectedMethod(src);

art::mirror::ArtMethod
dmeth =
(art::mirror::ArtMethod) env->FromReflectedMethod(dest);

reinterpret_cast<art::mirror::Class
>(dmeth->declaring_class_)->class_loader_ =
reinterpret_cast<art::mirror::Class>(smeth->declaring_class_)->class_loader_; //for plugin classloader
reinterpret_cast<art::mirror::Class
>(dmeth->declaring_class_)->clinit_thread_id_ =
reinterpret_cast<art::mirror::Class>(smeth->declaring_class_)->clinit_thread_id_;
reinterpret_cast<art::mirror::Class
>(dmeth->declaring_class_)->status_ = reinterpret_cast<art::mirror::Class>(smeth->declaring_class_)->status_-1;
//for reflection invoke
reinterpret_cast<art::mirror::Class
>(dmeth->declaring_class_)->super_class_ = 0;
//把旧函数的所有成员变量都替换为新函数的
smeth->declaring_class_ = dmeth->declaring_class_;
smeth->dex_cache_resolved_methods_ = dmeth->dex_cache_resolved_methods_;
smeth->dex_cache_resolved_types_ = dmeth->dex_cache_resolved_types_;
smeth->access_flags_ = dmeth->access_flags_ | 0x0001;
smeth->dex_code_item_offset_ = dmeth->dex_code_item_offset_;
smeth->dex_method_index_ = dmeth->dex_method_index_;
smeth->method_index_ = dmeth->method_index_;

smeth->ptr_sized_fields_.entry_point_from_interpreter_ =
dmeth->ptr_sized_fields_.entry_point_from_interpreter_;

smeth->ptr_sized_fields_.entry_point_from_jni_ =
dmeth->ptr_sized_fields_.entry_point_from_jni_;
smeth->ptr_sized_fields_.entry_point_from_quick_compiled_code_ =
dmeth->ptr_sized_fields_.entry_point_from_quick_compiled_code_;

LOGD("replace_6_0: %d , %d",
smeth->ptr_sized_fields_.entry_point_from_quick_compiled_code_,
dmeth->ptr_sized_fields_.entry_point_from_quick_compiled_code_);
}

void setFieldFlag_6_0(JNIEnv* env, jobject field) {
art::mirror::ArtField* artField =
(art::mirror::ArtField*) env->FromReflectedField(field);
artField->access_flags_ = artField->access_flags_ & (~0x0002) | 0x0001;
LOGD("setFieldFlag_6_0: %d ", artField->access_flags_);
}</pre>

每一个Java方法在art中都对应一个ArtMethod,ArtMethod记录了这个Java方法的所有信息,包括访问权限及代码执行地址等。通过env->FromReflectedMethod得到方法对应的ArtMethod的真正开始地址,然后强转为ArtMethod指针,从而对其所有成员进行修改。

这样以后调用这个方法时就会直接走到新方法的实现中,达到热修复的效果。

优点

  • 即时生效

  • 没有性能开销,不需要任何编辑器的插桩或代码改写

缺点

  • 存在稳定及兼容性问题。ArtMethod的结构基本参考Google开源的代码,各大厂商的ROM都可能有所改动,可能导致结构不一致,修复失败。

  • 无法增加变量及类,只能修复方法级别的Bug,无法做到新功能的发布

javaHook 原理

原理及实现

以美团的Robust为例,Robust 的原理可以简单描述为:

1、打基础包时插桩,在每个方法前插入一段类型为 ChangeQuickRedirect 静态变量的逻辑,插入过程对业务开发是完全透明

2、加载补丁时,从补丁包中读取要替换的类及具体替换的方法实现,新建ClassLoader加载补丁dex。当changeQuickRedirect不为null时,可能会执行到accessDispatch从而替换掉之前老的逻辑,达到fix的目的

微信图片_20201210155946.jpg

下面通过Robust的源码来进行分析。 首先看一下打基础包是插入的代码逻辑,如下:

<pre spellcheck="false" class="md-fences md-end-block ty-contain-cm modeLoaded" lang="" cid="n102" mdtype="fences" style="box-sizing: border-box; overflow: visible; font-family: var(--monospace); font-size: 0.9em; display: block; break-inside: avoid; text-align: left; white-space: normal; background-image: inherit; background-position: inherit; background-size: inherit; background-repeat: inherit; background-attachment: inherit; background-origin: inherit; background-clip: inherit; background-color: rgb(248, 248, 248); position: relative !important; border: 1px solid rgb(231, 234, 237); border-radius: 3px; padding: 8px 4px 6px; margin-bottom: 15px; margin-top: 15px; width: inherit; color: rgb(51, 51, 51); font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-indent: 0px; text-transform: none; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;">public static ChangeQuickRedirect u;
protected void onCreate(Bundle bundle) {
//为每个方法自动插入修复逻辑代码,如果ChangeQuickRedirect为空则不执行
if (u != null) {
if (PatchProxy.isSupport(new Object[]{bundle}, this, u, false, 78)) {
PatchProxy.accessDispatchVoid(new Object[]{bundle}, this, u, false, 78);
return;
}
}
super.onCreate(bundle);
...
}</pre>

Robust的核心修复源码如下:

<pre spellcheck="false" class="md-fences md-end-block ty-contain-cm modeLoaded" lang="" cid="n104" mdtype="fences" style="box-sizing: border-box; overflow: visible; font-family: var(--monospace); font-size: 0.9em; display: block; break-inside: avoid; text-align: left; white-space: normal; background-image: inherit; background-position: inherit; background-size: inherit; background-repeat: inherit; background-attachment: inherit; background-origin: inherit; background-clip: inherit; background-color: rgb(248, 248, 248); position: relative !important; border: 1px solid rgb(231, 234, 237); border-radius: 3px; padding: 8px 4px 6px; margin-bottom: 15px; margin-top: 15px; width: inherit; color: rgb(51, 51, 51); font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-indent: 0px; text-transform: none; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;">public class PatchExecutor extends Thread {
@Override
public void run() {
...
applyPatchList(patches);
...
}
/**

  • 应用补丁列表
    /
    protected void applyPatchList(List<Patch> patches) {
    ...
    for (Patch p : patches) {
    ...
    currentPatchResult = patch(context, p);
    ...
    }
    }
    /
    *
  • 核心修复源码
    */
    protected boolean patch(Context context, Patch patch) {
    ...
    //新建ClassLoader
    DexClassLoader classLoader = new DexClassLoader(patch.getTempPath(), context.getCacheDir().getAbsolutePath(),
    null, PatchExecutor.class.getClassLoader());
    patch.delete(patch.getTempPath());
    ...
    try {
    patchsInfoClass = classLoader.loadClass(patch.getPatchesInfoImplClassFullName());
    patchesInfo = (PatchesInfo) patchsInfoClass.newInstance();
    } catch (Throwable t) {
    ...
    }
    ...
    //通过遍历其中的类信息进而反射修改其中 ChangeQuickRedirect 对象的值
    for (PatchedClassInfo patchedClassInfo : patchedClasses) {
    ...
    try {
    oldClass = classLoader.loadClass(patchedClassName.trim());
    Field[] fields = oldClass.getDeclaredFields();
    for (Field field : fields) {
    if (TextUtils.equals(field.getType().getCanonicalName(), ChangeQuickRedirect.class.getCanonicalName()) && TextUtils.equals(field.getDeclaringClass().getCanonicalName(), oldClass.getCanonicalName())) {
    changeQuickRedirectField = field;
    break;
    }
    }
    ...
    try {
    patchClass = classLoader.loadClass(patchClassName);
    Object patchObject = patchClass.newInstance();
    changeQuickRedirectField.setAccessible(true);
    changeQuickRedirectField.set(null, patchObject);
    } catch (Throwable t) {
    ...
    }
    } catch (Throwable t) {
    ...
    }
    }
    return true;
    }
    }</pre>

优点

  • 高兼容性(Robust只是在正常的使用DexClassLoader)、高稳定性,修复成功率高达99.9%

  • 补丁实时生效,不需要重新启动

  • 支持方法级别的修复,包括静态方法

  • 支持增加方法和类

  • 支持ProGuard的混淆、内联、优化等操作

缺点

  • 代码是侵入式的,会在原有的类中加入相关代码

  • so和资源的替换暂时不支持

  • 会增大apk的体积,平均一个函数会比原来增加17.47个字节,10万个函数会增加1.67M

java mulitdex 原理

原理及实现

Android内部使用的是BaseDexClassLoader、PathClassLoader、DexClassLoader三个类加载器实现从DEX文件中读取类数据,其中PathClassLoader和DexClassLoader都是继承自BaseDexClassLoader实现。dex文件转换成dexFile对象,存入Element[]数组,findclass顺序遍历Element数组获取DexFile,然后执行DexFile的findclass。源码如下:

<pre spellcheck="false" class="md-fences md-end-block ty-contain-cm modeLoaded" lang="" cid="n128" mdtype="fences" style="box-sizing: border-box; overflow: visible; font-family: var(--monospace); font-size: 0.9em; display: block; break-inside: avoid; text-align: left; white-space: normal; background-image: inherit; background-position: inherit; background-size: inherit; background-repeat: inherit; background-attachment: inherit; background-origin: inherit; background-clip: inherit; background-color: rgb(248, 248, 248); position: relative !important; border: 1px solid rgb(231, 234, 237); border-radius: 3px; padding: 8px 4px 6px; margin-bottom: 15px; margin-top: 15px; width: inherit; color: rgb(51, 51, 51); font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-indent: 0px; text-transform: none; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;">// 加载名字为name的class对象
public Class findClass(String name, List<Throwable> suppressed) {
// 遍历从dexPath查询到的dex和资源Element
for (Element element : dexElements) {
DexFile dex = element.dexFile;
// 如果当前的Element是dex文件元素
if (dex != null) {
// 使用DexFile.loadClassBinaryName加载类
Class clazz = dex.loadClassBinaryName(name, definingContext, suppressed);
if (clazz != null) {
return clazz;
}
}
}
if (dexElementsSuppressedExceptions != null) {
suppressed.addAll(Arrays.asList(dexElementsSuppressedExceptions));
}
return null;
}</pre>

所以此方案的原理是Hook了ClassLoader.pathList.dexElements[],将补丁的dex插入到数组的最前端。因为ClassLoader的findClass是通过遍历dexElements[]中的dex来寻找类的。所以会优先查找到修复的类。从而达到修复的效果。

微信图片_20201210155951.jpg

下面使用Nuwa的关键实现源码进行说明如下:

<pre spellcheck="false" class="md-fences md-end-block ty-contain-cm modeLoaded" lang="" cid="n133" mdtype="fences" style="box-sizing: border-box; overflow: visible; font-family: var(--monospace); font-size: 0.9em; display: block; break-inside: avoid; text-align: left; white-space: normal; background-image: inherit; background-position: inherit; background-size: inherit; background-repeat: inherit; background-attachment: inherit; background-origin: inherit; background-clip: inherit; background-color: rgb(248, 248, 248); position: relative !important; border: 1px solid rgb(231, 234, 237); border-radius: 3px; padding: 8px 4px 6px; margin-bottom: 15px; margin-top: 15px; width: inherit; color: rgb(51, 51, 51); font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-indent: 0px; text-transform: none; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;">public static void injectDexAtFirst(String dexPath, String defaultDexOptPath) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {
//新建一个ClassLoader加载补丁Dex
DexClassLoader dexClassLoader = new DexClassLoader(dexPath, defaultDexOptPath, dexPath, getPathClassLoader());
//反射获取旧DexElements数组
Object baseDexElements = getDexElements(getPathList(getPathClassLoader()));
//反射获取补丁DexElements数组
Object newDexElements = getDexElements(getPathList(dexClassLoader));
//合并,将新数组的Element插入到最前面
Object allDexElements = combineArray(newDexElements, baseDexElements);
Object pathList = getPathList(getPathClassLoader());
//更新旧ClassLoader中的Element数组
ReflectionUtils.setField(pathList, pathList.getClass(), "dexElements", allDexElements);
}

private static PathClassLoader getPathClassLoader() {
PathClassLoader pathClassLoader = (PathClassLoader) DexUtils.class.getClassLoader();
return pathClassLoader;
}

private static Object getDexElements(Object paramObject)
throws IllegalArgumentException, NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
return ReflectionUtils.getField(paramObject, paramObject.getClass(), "dexElements");
}

private static Object getPathList(Object baseDexClassLoader)
throws IllegalArgumentException, NoSuchFieldException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {
return ReflectionUtils.getField(baseDexClassLoader, Class.forName("dalvik.system.BaseDexClassLoader"), "pathList");
}

private static Object combineArray(Object firstArray, Object secondArray) {
Class<?> localClass = firstArray.getClass().getComponentType();
int firstArrayLength = Array.getLength(firstArray);
int allLength = firstArrayLength + Array.getLength(secondArray);
Object result = Array.newInstance(localClass, allLength);
for (int k = 0; k < allLength; ++k) {
if (k < firstArrayLength) {
Array.set(result, k, Array.get(firstArray, k));
} else {
Array.set(result, k, Array.get(secondArray, k - firstArrayLength));
}
}
return result;
}</pre>

优点

  • 不需要考虑对dalvik虚拟机和art虚拟机做适配

  • 代码是非侵入式的,对apk体积影响不大

缺点

  • 需要下次启动才修复

  • 性能损耗大,为了避免类被加上CLASS_ISPREVERIFIED,使用插桩,单独放一个帮助类在独立的dex中让其他类调用。

dex替换

原理及实现

为了避免dex插桩带来的性能损耗,dex替换采取另外的方式。原理是提供dex差量包,整体替换dex的方案。差量的方式给出patch.dex,然后将patch.dex与应用的classes.dex合并成一个完整的dex,完整dex加载得到dexFile对象作为参数构建一个Element对象然后整体替换掉旧的dex-Elements数组。

微信图片_20201210160001.jpg

这也是微信Tinker采用的方案,并且Tinker自研了DexDiff/DexMerge算法。Tinker还支持资源和So包的更新,So补丁包使用BsDiff来生成,资源补丁包直接使用文件md5对比来生成,针对资源比较大的(默认大于100KB属于大文件)会使用BsDiff来对文件生成差量补丁。

下面我们关键看看Tinker的实现源码,当然具体的实现算法很复杂,我们只看关键的实现,最后的修复在UpgradePatch中的tryPatch方法,如下:

<pre spellcheck="false" class="md-fences md-end-block ty-contain-cm modeLoaded" lang="" cid="n153" mdtype="fences" style="box-sizing: border-box; overflow: visible; font-family: var(--monospace); font-size: 0.9em; display: block; break-inside: avoid; text-align: left; white-space: normal; background-image: inherit; background-position: inherit; background-size: inherit; background-repeat: inherit; background-attachment: inherit; background-origin: inherit; background-clip: inherit; background-color: rgb(248, 248, 248); position: relative !important; border: 1px solid rgb(231, 234, 237); border-radius: 3px; padding: 8px 4px 6px; margin-bottom: 15px; margin-top: 15px; width: inherit; color: rgb(51, 51, 51); font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-indent: 0px; text-transform: none; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;"> @Override
public boolean tryPatch(Context context, String tempPatchPath, PatchResult patchResult) {
//省略一堆校验
... ....

//下面是关键的diff算法及合并实现,实现相对复杂,感兴趣可以再仔细阅读源码
//we use destPatchFile instead of patchFile, because patchFile may be deleted during the patch process
if (!DexDiffPatchInternal.tryRecoverDexFiles(manager, signatureCheck, context, patchVersionDirectory, destPatchFile)) {
TinkerLog.e(TAG, "UpgradePatch tryPatch:new patch recover, try patch dex failed");
return false;
}

if (!BsDiffPatchInternal.tryRecoverLibraryFiles(manager, signatureCheck, context, patchVersionDirectory, destPatchFile)) {
TinkerLog.e(TAG, "UpgradePatch tryPatch:new patch recover, try patch library failed");
return false;
}

if (!ResDiffPatchInternal.tryRecoverResourceFiles(manager, signatureCheck, context, patchVersionDirectory, destPatchFile)) {
TinkerLog.e(TAG, "UpgradePatch tryPatch:new patch recover, try patch resource failed");
return false;
}

// check dex opt file at last, some phone such as VIVO/OPPO like to change dex2oat to interpreted
if (!DexDiffPatchInternal.waitAndCheckDexOptFile(patchFile, manager)) {
TinkerLog.e(TAG, "UpgradePatch tryPatch:new patch recover, check dex opt file failed");
return false;
}

if (!SharePatchInfo.rewritePatchInfoFileWithLock(patchInfoFile, newInfo, patchInfoLockFile)) {
TinkerLog.e(TAG, "UpgradePatch tryPatch:new patch recover, rewrite patch info failed");
manager.getPatchReporter().onPatchInfoCorrupted(patchFile, newInfo.oldVersion, newInfo.newVersion);
return false;
}

TinkerLog.w(TAG, "UpgradePatch tryPatch: done, it is ok");
return true;
}</pre>

优点

  • 兼容性高

  • 补丁小

  • 开发透明,代码非侵入式

缺点

  • 冷启动修复,下次启动修复

  • Dex合并内存消耗在vm head上,容易OOM,最后导致合并失败

资源修复原理

Instant Run

1、构建一个新的AssetManager,并通过反射调用addAssertPath,把这个完整的新资源包加入到AssetManager中。这样就得到一个含有所有新资源的AssetManager

2、找到所有值钱引用到原有AssetManager的地方,通过反射,把引用处替换为AssetManager

<pre spellcheck="false" class="md-fences md-end-block ty-contain-cm modeLoaded" lang="" cid="n172" mdtype="fences" style="box-sizing: border-box; overflow: visible; font-family: var(--monospace); font-size: 0.9em; display: block; break-inside: avoid; text-align: left; white-space: normal; background-image: inherit; background-position: inherit; background-size: inherit; background-repeat: inherit; background-attachment: inherit; background-origin: inherit; background-clip: inherit; background-color: rgb(248, 248, 248); position: relative !important; border: 1px solid rgb(231, 234, 237); border-radius: 3px; padding: 8px 4px 6px; margin-bottom: 15px; margin-top: 15px; width: inherit; color: rgb(51, 51, 51); font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-indent: 0px; text-transform: none; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;"> public static void monkeyPatchExistingResources(Context context,
String externalResourceFile, Collection activities) {
if (externalResourceFile == null) {
return;
}
try {
//反射一个新的 AssetManager
AssetManager newAssetManager = (AssetManager) AssetManager.class
.getConstructor(new Class[0]).newInstance(new Object[0]);
//反射 addAssetPath 添加新的资源包
Method mAddAssetPath = AssetManager.class.getDeclaredMethod("addAssetPath", new Class[]{String.class});
mAddAssetPath.setAccessible(true);
if (((Integer) mAddAssetPath.invoke(newAssetManager,
new Object[]{externalResourceFile})).intValue() == 0) {
throw new IllegalStateException(
"Could not create new AssetManager");
}
Method mEnsureStringBlocks = AssetManager.class.getDeclaredMethod("ensureStringBlocks", new Class[0]);
mEnsureStringBlocks.setAccessible(true);
mEnsureStringBlocks.invoke(newAssetManager, new Object[0]);
//反射得到Activity中AssetManager的引用处,全部换成刚新构建的AssetManager对象
if (activities != null) {
for (Activity activity : activities) {
Resources resources = activity.getResources();
try {
Field mAssets = Resources.class.getDeclaredField("mAssets");
mAssets.setAccessible(true);
mAssets.set(resources, newAssetManager);
} catch (Throwable ignore) {
Field mResourcesImpl = Resources.class.getDeclaredField("mResourcesImpl");
mResourcesImpl.setAccessible(true);
Object resourceImpl = mResourcesImpl.get(resources);
Field implAssets = resourceImpl.getClass().getDeclaredField("mAssets");
implAssets.setAccessible(true);
implAssets.set(resourceImpl, newAssetManager);
}
Resources.Theme theme = activity.getTheme();
try {
try {
Field ma = Resources.Theme.class.getDeclaredField("mAssets");
ma.setAccessible(true);
ma.set(theme, newAssetManager);
} catch (NoSuchFieldException ignore) {
Field themeField = Resources.Theme.class.getDeclaredField("mThemeImpl");
themeField.setAccessible(true);
Object impl = themeField.get(theme);
Field ma = impl.getClass().getDeclaredField("mAssets");
ma.setAccessible(true);
ma.set(impl, newAssetManager);
}
Field mt = ContextThemeWrapper.class.getDeclaredField("mTheme");
mt.setAccessible(true);
mt.set(activity, null);
Method mtm = ContextThemeWrapper.class.getDeclaredMethod("initializeTheme", new Class[0]);
mtm.setAccessible(true);
mtm.invoke(activity, new Object[0]);
Method mCreateTheme = AssetManager.class.getDeclaredMethod("createTheme", new Class[0]);
mCreateTheme.setAccessible(true);
Object internalTheme = mCreateTheme.invoke(newAssetManager, new Object[0]);
Field mTheme = Resources.Theme.class.getDeclaredField("mTheme");
mTheme.setAccessible(true);
mTheme.set(theme, internalTheme);
} catch (Throwable e) {
Log.e("InstantRun",
"Failed to update existing theme for activity "

  • activity, e);
    }
    pruneResourceCaches(resources);
    }
    }
    Collection references;
    if (Build.VERSION.SDK_INT >= 19) {
    Class resourcesManagerClass = Class.forName("android.app.ResourcesManager");
    Method mGetInstance = resourcesManagerClass.getDeclaredMethod("getInstance", new Class[0]);
    mGetInstance.setAccessible(true);
    Object resourcesManager = mGetInstance.invoke(null, new Object[0]);
    try {
    Field fMActiveResources = resourcesManagerClass.getDeclaredField("mActiveResources");
    fMActiveResources.setAccessible(true);
    ArrayMap arrayMap = (ArrayMap) fMActiveResources.get(resourcesManager);
    references = arrayMap.values();
    } catch (NoSuchFieldException ignore) {
    Field mResourceReferences = resourcesManagerClass.getDeclaredField("mResourceReferences");
    mResourceReferences.setAccessible(true);
    references = (Collection) mResourceReferences.get(resourcesManager);
    }
    } else {
    Class activityThread = Class.forName("android.app.ActivityThread");
    Field fMActiveResources = activityThread.getDeclaredField("mActiveResources");
    fMActiveResources.setAccessible(true);
    Object thread = getActivityThread(context, activityThread);
    HashMap map = (HashMap) fMActiveResources.get(thread);
    references = map.values();
    }
    for (WeakReference wr : references) {
    Resources resources = (Resources) wr.get();
    if (resources != null) {
    try {
    Field mAssets = Resources.class.getDeclaredField("mAssets");
    mAssets.setAccessible(true);
    mAssets.set(resources, newAssetManager);
    } catch (Throwable ignore) {
    Field mResourcesImpl = Resources.class.getDeclaredField("mResourcesImpl");
    mResourcesImpl.setAccessible(true);
    Object resourceImpl = mResourcesImpl.get(resources);
    Field implAssets = resourceImpl.getClass().getDeclaredField("mAssets");
    implAssets.setAccessible(true);
    implAssets.set(resourceImpl, newAssetManager);
    }
    resources.updateConfiguration(resources.getConfiguration(), resources.getDisplayMetrics());
    }
    }
    } catch (Throwable e) {
    throw new IllegalStateException(e);
    }
    }</pre>

so修复原理

接口调用替换

sdk提供接口替换System默认加载so库的接口

<pre spellcheck="false" class="md-fences md-end-block ty-contain-cm modeLoaded" lang="" cid="n176" mdtype="fences" style="box-sizing: border-box; overflow: visible; font-family: var(--monospace); font-size: 0.9em; display: block; break-inside: avoid; text-align: left; white-space: normal; background-image: inherit; background-position: inherit; background-size: inherit; background-repeat: inherit; background-attachment: inherit; background-origin: inherit; background-clip: inherit; background-color: rgb(248, 248, 248); position: relative !important; border: 1px solid rgb(231, 234, 237); border-radius: 3px; padding: 8px 4px 6px; margin-bottom: 15px; margin-top: 15px; width: inherit; color: rgb(51, 51, 51); font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-indent: 0px; text-transform: none; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;">SOPatchManger.loadLibrary(String libName)
替换
System.loadLibrary(String libName)</pre>

SOPatchManger.loadLibrary接口加载so库的时候优先尝试去加载sdk指定目录下补丁的so。若不存在,则再去加载安装apk目录下的so库

优点:不需要对不同sdk版本进行兼容,所以sdk版本都是System.loadLibrary这个接口

缺点:需要侵入业务代码,替换掉System默认加载so库的接口

反射注入

采取类似类修复反射注入方式,只要把补丁so库的路径插入到nativeLibraryDirectories数组的最前面,就能够达到加载so库的时候是补丁so库而不是原来so库的目录,从而达到修复。

<pre spellcheck="false" class="md-fences md-end-block ty-contain-cm modeLoaded" lang="" cid="n182" mdtype="fences" style="box-sizing: border-box; overflow: visible; font-family: var(--monospace); font-size: 0.9em; display: block; break-inside: avoid; text-align: left; white-space: normal; background-image: inherit; background-position: inherit; background-size: inherit; background-repeat: inherit; background-attachment: inherit; background-origin: inherit; background-clip: inherit; background-color: rgb(248, 248, 248); position: relative !important; border: 1px solid rgb(231, 234, 237); border-radius: 3px; padding: 8px 4px 6px; margin-bottom: 15px; margin-top: 15px; width: inherit; color: rgb(51, 51, 51); font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-indent: 0px; text-transform: none; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;">public String findLibrary(String libraryName) {
String fileName = System.mapLibraryName(libraryName);

for (NativeLibraryElement element : nativeLibraryPathElements) {
String path = element.findNativeLibrary(fileName);

if (path != null) {
return path;
}
}

return null;
}</pre>

优点:不需侵入用户接口调用

缺点:需要做版本兼容控制,兼容性较差

使用热修复技术有哪些需要注意的问题?

版本管理

使用热修复技术后由于发布流程的变化,肯定也需求采用相应的分支管理进行控制。

通常移动开发的分支管理采用特性分支,如下:

分支描述master主分支(只能merge,不能commit,设置权限),用于管理线上版本,及时设置对应Tagdev开发分支,每个新版本的研发根据版本号基于主分支创建,测试通过验证后,上线合入master分支function X功能分支,按需求设定。基于开发分支创建,完成功能开发后合入dev开发分支

接入热修复后,推荐可参考如下分支策略:

分支描述master主分支(只能merge,不能commit,设置权限),用于管理线上版本,及时设置对应Tag(一般3位版本号)hot_fix热修复分支。基于master分支创建,修复紧急问题后,测试推送后,将hot_fix再合并到master分支。再次为master分支打tag。(一般4位版本号)dev开发分支,每个新版本的研发根据版本号基于主分支创建,测试通过验证后,上线合入master分支function X功能分支,按需求设定。基于开发分支创建,完成功能开发后合入dev开发分支

注意热修复分支的测试及发布流程应用正常版本流程一致,保证质量。

分发监控

目前主流的热修复方案,像Tinker及Sophix都会提供补丁的分发及监控。这也是我们选择热修复技术方案需要考虑的关键因素之一。毕竟为了保证线上版本的质量,分发控制及实时监测必不可少。

最后

想要深入了解热修复,需要了解类加载机制,Instant Run,multidex以及java底层实现细节,JNI,AAPT和虚拟机的知识,需要庞大的知识贮备才能进行深入理解,当然Android Framwork的实现细节是非常重要的。熟悉热修复的原理有助于我们提供自己的编程水平,提升自己解决问题的能力,最后热修复不是简单的客户端SDK,它还包含了安全机制和服务端的控制逻辑,整条链路也不是短时间可以快速完成的。

所以为了方便朋友们更直观快速的学习掌握Android热修复技术,我这里收集整理一套视频+电子书的热修复系列学习资料。视频教程为爱奇艺高级工程师Lance老师主讲,以Qzone热修复实战项目为例,深入浅出的全方位讲解热修复技术。电子书是来源于阿里的《深入探索Android热修复技术原理》对热修复技术有很深入解读。

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