插件化主流框架在 Android 中的应用,你了解多少?

插件化主流框架

插件化主流框架在 Android 中的应用,你了解多少?

在 Android 中实现插件化框架,需要解决的问题主要如下:

资源和代码的加载

Android 生命周期的管理和组件的注册

宿主 APK 和插件 APK 资源引用的冲突解决

下面分析几个目前主流的开源框架

DL 动态加载框架 ( 2014 年底)

是基于代理的方式实现插件框架; 对 App 的表层做了处理,通过在 Manifest 中注册代理组件,当启动插件组件时,首先启动一个代理组件,然后通过这个代理组件来构建,启动插件组件;需要按照一定的规则来开发插件 APK,插件中的组件需要实现经过改造后的 Activity、FragmentActivity、Service 等的子类

优点如下:

插件需要遵循一定的规则,因此安全方面可控制

方案简单,适用于自身少量代码的插件化改造

缺点如下:

不支持通过 This 调用组件的方法,需要通过 that 去调用

由于 APK 中的 Activity 没有注册,不支持隐式调用 APK 内部的 Activity

插件编写和改造过程中,需要考虑兼容性问题比较多,联调起来会比较费时费力

DroidPlugin ( 2015 年 8 月)

DroidPlugin 是 360 手机助手实现的一种插件化框架; 它可以直接运行第三方的独立 APK 文件,完全不需要对 APK 进行修改或安装;一种新的插件机制,一种免安装的运行机制,是一个沙箱(但是不完全的沙箱;就是对于使用者来说,并不知道他会把 apk 怎么样), 是模块化的基础

实现原理:

共享进程: 为android提供一个进程运行多个 apk 的机制,通过 API 欺骗机制瞒过系统

占坑: 通过预先占坑的方式实现不用在 manifest 注册,通过一带多的方式实现服务管理

Hook 机制:

动态代理实现函数 hook ,Binder 代理绕过部分系统服务限制,IO 重定向(先获取原始 Object –> Read ,然后动态代理 Hook Object 后–> Write 回去,达到瞒天过海的目的)

插件 Host 的程序架构:

插件化主流框架在 Android 中的应用,你了解多少?

优点如下:

支持 Android 四大组件,而且插件中的组件不需要在宿主 APK 中注册

支持 Android 2.3 及以上系统,支持所有的系统 API

插件与插件之间,插件与宿主之间的代码和资源完全隔阂

实现了进程管理,插件的空进程会被及时回收,占用内存低

缺点如下:

插件 APK 中不支持自定义资源的 Notification,通知栏限制

插件 APK 中无法注册具有特殊的 IntentFilter 的四大组件

缺乏对 Native 层的 Hook 操作,对于某些带有 Native 代码的插件 APK 支持不友好,可能无法正常运行

由于插件与插件,插件与宿主之间的代码完全隔离,因此,插件与插件,插件与宿主之间的通信只能通过 Android 系统级别的通信方式

安全性担忧(可以修改,hook一些重要信息)

机型适配(不是所有机器上都能行,因为大量用反射相关,如果rom厂商深度定制了framework层,反射的方法或者类不在,容易插件运用失败)

Small ( 2015 年底)

Small 是一种实现轻巧的跨平台插件化框架,具有“轻量、透明、极小化、跨平台”的理念

实现原理

动态加载类:

我们知道插件化很多都从 DexClassLoader 类有个 DexPathList 清单,支持 dex/jar/zip/apk 文件格式,却没有支持 .so 文件格式,因此 Small 框架则是把 .so 文件包装成 zip 文件格式,插入到 DexPathList 集合中,改写动态加载的代码

资源分段:

由于 Android 资源的格式是 0xPPTTNNNN ,PP 是包 ID ,00-02 是属于系统,7f 属于应用程序,03-7e 则保留,可以在这个范围内做文章 , TT 则是 Type 比如,attr 、layout 、string 等等,NNNN 则是资源全局 ID;那么这个框架则是对资源包进行重新打包,每个插件重新分配资源 ID ,这样就保证了宿主和插件的资源不冲突

动态代理注册:

在 Android 中要使用四大组件,都是需要在 manifest 清单中注册,这样才可以使用,那如何在不注册情况也能使用呢,这里就是用到动态代理机制进行 Hook ,在发送 AMS 之前用占坑的组件来欺骗系统,通过认证后,再把真正要调用的组件还原回来,达到瞒天过海目的

架构图

插件化主流框架在 Android 中的应用,你了解多少?

优点如下:

所有插件支持内置宿主包中

插件的编码和资源文件的使用与普通开发应用没有差别

通过设定 URI ,宿主以及 Native 应用插件,Web 插件,在线网页等能够方便进行通信。 支持 Android 、 iOS 、和 Html5 ,三者可以通过同一套 Javascript 接口实现通信

缺点如下:

暂不支持 Service 的动态注册,不过这个可以通过将 Service 预先注册在宿主的 AndroidManifest.xml 文件中进行规避,因为 Service 的更新频率通常非常低

与其他主流框架的区别:

DyLA  : Dynamic-load-apk          @singwhatiwanna  
DiLA  : Direct-Load-apk           @FinalLody  
APF   : Android-Plugin-Framework  @limpoxe  
ACDD  : ACDD                      @bunnyblue  
DyAPK : DynamicAPK                @TediWang  
DPG   : DroidPlugin               @cmzy, 360
  

功能

插件化主流框架在 Android 中的应用,你了解多少?

透明度

插件化主流框架在 Android 中的应用,你了解多少?

VirtualAPK (2017年 6 月 )

VirtualAPK 是滴滴开源的一套插件化框架,支持几乎所有的 Android 特性,四大组件方面

架构图:

插件化主流框架在 Android 中的应用,你了解多少?

实现思路:

VirtualAPK 对插件没有额外的约束,原生的 apk 即可作为插件。插件工程编译生成 apk后,即可通过宿主 App 加载,每个插件 apk 被加载后,都会在宿主中创建一个单独的 LoadedPlugin 对象

如下图所示,通过这些 LoadedPlugin 对象,VirtualAPK 就可以管理插件并赋予插件新的意义,使其可以像手机中安装过的 App 一样运行

合并宿主和插件的ClassLoader 需要注意的是,插件中的类不可以和宿主重复

合并插件和宿主的资源 重设插件资源的 packageId,将插件资源和宿主资源合并 去除插件包对宿主的引用 构建时通过 Gradle 插件去除插件对宿主的代码以及资源的引用

插件化主流框架在 Android 中的应用,你了解多少?

特性如下:

四大组件均不需要在宿主manifest中预注册,每个组件都有完整的生命周期

Activity:支持显示和隐式调用,支持Activity的theme和LaunchMode,支持透明主题

Service:支持显示和隐式调用,支持Service的start、stop、bind和unbind,并支持跨进程bind插件中的Service

Receiver:支持静态注册和动态注册的Receiver; ContentProvider:支持provider的所有操作,包括CRUD和call方法等,支持跨进程访问插件中的Provider

自定义View:支持自定义 View,支持自定义属性和style,支持动画

PendingIntent:支持PendingIntent以及和其相关的Alarm、Notification和AppWidget; 支持插件Application以及插件manifest中的meta-data; 支持插件中的so

优秀的兼容性

兼容市面上几乎所有的Android手机,这一点已经在滴滴出行客户端中得到验证

资源方面适配小米、Vivo、Nubia 等,对未知机型采用自适应适配方案

极少的 Binder Hook,目前仅仅 hook了两个Binder:AMS和IContentProvider,hook 过程做了充分的兼容性适配

插件运行逻辑和宿主隔离,确保框架的任何问题都不会影响宿主的正常运行

入侵性极低

插件开发等同于原生开发,四大组件无需继承特定的基类

精简的插件包,插件可以依赖宿主中的代码和资源,也可以不依赖

插件的构建过程简单,通过 Gradle 插件来完成插件的构建,整个过程对开发者透明

如下是 VirtualAPK 和主流的插件化框架之间的对比

插件化主流框架在 Android 中的应用,你了解多少?

项目介绍:

speed-tools 是一款基于代理模式的动态部署apk热更新框架、插件化开发框架;

speed-tools这个名字主要指的快速迭×××发工具集的意思

功能与特性:

1、支持Android 2.3 以上版本

2、支持R文件资源直接调用

3、开发过程中无发射调用

4、apk无需安装直接调用

5、代理模式对代码侵入性少

6、使用简单,只需要继承简单的类即可

项目实现

添加依赖:

compile 'com.liyihangjson:speed_tools:1.0.3'

首先看看项目结构:

插件化主流框架在 Android 中的应用,你了解多少?

lib_speed_tools: 插件化核心功能library module_host_main:宿主工程主工程,负责加载部署apk module_client_one:测试业务apk 1 module_client_two:测试业务apk 2 lib_img_utils:测试imageloader图片框架

注意:需要使用speed tools 只需要依赖lib_speed_tools即可,然后开始配置插件化步骤:

首先在module_client_one中创建业务逻辑类:TestClass.java

/**
 *  by liyihang
 */
public class TestClass extends SpeedBaseInterfaceImp {

 private Activity activity;

 @Override
 public void onCreate(Bundle savedInstanceState, final Activity activity) {
 this.activity=activity;

 activity.setContentView(R.layout.activity_client_main);

 activity.findViewById(R.id.jump).setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
 @Override
 public void onClick(View v) {
 SpeedUtils.goActivity(activity,"first_apk", "two_class");
 }
 });

 ImageView imageView= (ImageView) activity.findViewById(R.id.img_view);
 imageView.setVisibility(View.VISIBLE);
 ImgUtils.getInstance(activity).showImg("http://img.my.csdn.net/uploads/201309/01/1378037235_3453.jpg", imageView);

 }
}

SpeedBaseInterfaceImp业务组件中业务activity代理类,他是实现了主要的生命周期方法,相当于组件的activity类

然后创建hock类每个业务组件中只创建一个:ClientMainActivity.java

public class ClientMainActivity extends SpeedClientBaseActivity {

 @Override
 public SpeedBaseInterface getProxyBase() {
 return new TestClass();
 }

}

这个类在组件中是唯一的,作用就是hock在独立测试时候使用

接下来配置配置组件的AndroidManifest.xml

 

 
 

 

 
 
 

 
 

 
 
 
 
 
 
 
 

组件意图写死保持一直,root_class 是调用死后使用对于配置的com.example.clientdome.TestClass业务类,这样业务组件配置完成

接下来配置宿主工程module_host_main;

创建宿主工程唯一hock类:ApkActivity.java

/**
 *  by liyihang
 *  blog http://sijienet.com/
 */
public class ApkActivity extends SpeedHostBaseActivity {

 @Override
 public String getApkKeyName() {
 return HostMainActivity.FIRST_APK_KEY;
 }

 @Override
 public String getClassTag() {
 return null;
 }
}

整个宿主工程创建一个类即可,用户是hock activity;然后创建一个开屏页apk第一次加载时候需要一些时间,放入开屏等待页面是非常合适的

HostMainActivity.java

/**
 *  by liyihang
 *  blog http://sijienet.com/
 */
public class HostMainActivity extends AppCompatActivity implements Runnable,Handler.Callback, View.OnClickListener {

 public static final String FIRST_APK_KEY="first_apk";
 public static final String TWO_APK_KEY="other_apk";

 private Handler handler;

 private TextView showFont;
 private ProgressBar progressBar;
 private Button openOneApk;
 private Button openTwoApk;

 @Override
 protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
 super.onCreate(savedInstanceState);
 setContentView(R.layout.activity_host_main);

 showFont= (TextView) findViewById(R.id.show_font);
 progressBar= (ProgressBar) findViewById(R.id.progressbar);
 openOneApk= (Button) findViewById(R.id.open_one_apk);
 openTwoApk= (Button) findViewById(R.id.open_two_apk);

 handler=new Handler(this);
 new Thread(this).start();
 }

 @Override
 public void run() {
 String s = "module_client_one-release.apk";
 String dexOutPath="dex_output2";
 File nativeApkPath = SpeedUtils.getNativeApkPath(getApplicationContext(), s);
 SpeedApkManager.getInstance().loadApk(FIRST_APK_KEY, nativeApkPath.getAbsolutePath(), dexOutPath, this);

 String s2 = "module_client_two-release.apk";
 String dexOutPath3="dex_output3";
 File nativeApkPath2 = SpeedUtils.getNativeApkPath(getApplicationContext(), s2);
 SpeedApkManager.getInstance().loadApk(TWO_APK_KEY, nativeApkPath2.getAbsolutePath(), dexOutPath3, this);

 handler.sendEmptyMessage(0x78);
 }

 @Override
 public boolean handleMessage(Message message) {
 showFont.setText("当前是主宿主apk
插件apk完毕");
 progressBar.setVisibility(View.GONE);
 openOneApk.setVisibility(View.VISIBLE);
 openTwoApk.setVisibility(View.VISIBLE);
 openOneApk.setOnClickListener(this);
 openTwoApk.setOnClickListener(this);
 return false;
 }

 @Override
 public void onClick(View v) {
 if (v.getId()==R.id.open_one_apk)
 {
 SpeedUtils.goActivity(this, FIRST_APK_KEY, null);
 }
 if (v.getId()==R.id.open_two_apk)
 {
 SpeedUtils.goActivity(this, TWO_APK_KEY, null);
 }
 }
}

加载apk核心代码是:

 String s = "module_client_one-release.apk";
 String dexOutPath="dex_output2";
 File nativeApkPath = SpeedUtils.getNativeApkPath(getApplicationContext(), s);
 SpeedApkManager.getInstance().loadApk(FIRST_APK_KEY, nativeApkPath.getAbsolutePath(), dexOutPath, this);

业务apk都是放在assets目录中

最后配置AndroidManifest.xml文件:

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>


 
 

 

 
 
 
 

 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

这样所有配置结束,插件化实现

有需要完整代码的同学 私信 发送 “底层源码” 即可 免费获取

现在点击还可以获得更多《Android 学习笔记+源码解析+面试视频》

小结

正如开头所说,要实现插件化的框架,无非就是解决那典型的三个问题:插件代码如何加载、插件中的组件生命周期如何管理、插件资源和宿主资源冲突怎么办;

每个框架针对这三个问题,都有不同的解决方案,同时呢,根据时间顺序,后出来的框架往往都会吸收已经出的框架精髓,进而修复那些比较有里程碑意义框架的不足;

但这些框架的核心思想都是用到了代理模式,有的在表面层进行代理,有的则在系统应用层进行代理,通过代理达到替换和瞒天过海,最终让 Android 系统误以为调用插件功能和调用原生开发的功能是一样的,进而达到插件化和原生兼容编程的目的

尾述

有需要完整代码的同学 私信 发送 “底层源码” 即可 免费获取

现在点击还可以获得更多《Android 学习笔记+源码解析+面试视频》

技术是无止境的,你需要对自己提交的每一行代码、使用的每一个工具负责,不断挖掘其底层原理,才能使自己的技术升华到更高的层面

Android 架构师之路还很漫长,与君共勉

PS:有问题欢迎指正,可以在评论区留下你的建议和感受;

欢迎大家点赞评论,觉得内容可以的话,可以转发分享一下

发表评论
留言与评论(共有 0 条评论) “”
   
验证码:

相关文章

推荐文章