本文主要来看一下在插件化技术中，实现宿主运行时使用插件`apk`类、资源等原理。(宿主即我们的主apk。插件apk即可以被加载的插件模块)。本文所谈的实现引用自: VirtualApk 另外欢迎关注我的Android进阶计划，好，开始: ## 插件apk中resource访问插件化技术应该实现: 对于插件中的资源在插件中仍然可以使用`R.xxx.xx`的方式来使用。但是要知道插件是在apk安装后加载的。我们日常访问资源都是使用`context.getResources()`。很明显，这个`Resources`中是不会包含插件中的资源的。那么如何解决这个问题呢？我们先来回顾一下Android中的资源分类, Android中的资源分为两大类 : 可直接访问的资源、无法直接访问的原生资源。 - 直接访问资源 : 这些资源可以使用 R.xx.xx 进行访问, 都保存在res目录下, 在编译的时候, 会自动生成R.java 资源索引文件。 - 原生资源 : 这些资源存放在assets下, 不能使用R类进行访问, 只能通过 AssetManager 以二进制流形式读取资源。先来回顾一下`AssetManager`和`Resources`: ### Resources 在Android中我们可以通过这个类来访问我们应用程序的资源。我们知道`Android`在构建过程中会为每个资源生产一个符号(就是我们编码过程中的各种资源id)文件`R.java`。`Resources`提供了许多方法，允许我们通过id来访问资源。比如: ``` int getColor(int id, Resourcess.Theme theme) 返回与特定资源ID关联的主题颜色整数。 ``` ### AssetManager `AssetManager`是比`Resources`更低一级的实现。`Resources`可以使用`AssetManager`来构造的。`Resources`提供给开发者一个十分方便的访问应用程序资源的方式。不过对于原生资源(assets目录下)就没有办法访问了。`AssetManager`允许我们可以直接访问这些资源文件。比如对于应用程序`assets`目录下的文件，我们就可以通过`AssetManager`来访问: ``` InputStream open(String fileName, int accessMode) ``` *所以我们是不是把插件中的资源放到`AssetManager`,然后新构造一个Resouce就OK了呢？* 插件`apk`的Resources我们可以通过`AssetManager.addAssetPath(apkPath)`来加入到`AssetManager`中。我们来看一下这个方法: ``` /** * Add an additional set of assets to the asset manager. This can be * either a directory or ZIP file. Not for use by applications. Returns * the cookie of the added asset, or 0 on failure. * {@hide} */ public final int addAssetPath(String path) { return addAssetPathInternal(path, false); //最终会调用到native的方法。 } ``` 但是只是添加到`AssetManager`中是不行的，这是因为我们日常开发访问的是`Resources`的API,那么如何让`Resources`含有插件的资源列表呢？我们可以使用`AssetManager`来新构造一个`Resources`: ``` /** * Create a new Resources object on top of an existing set of assets in an AssetManager. */ @Deprecated public Resources(AssetManager assets, DisplayMetrics metrics, Configuration config) { ..... mResourcesImpl = new ResourcesImpl(assets, metrics, config, new DisplayAdjustments()); } ``` 即通过`new Resources(assetManager, hostResources.getDisplayMetrics(), hostResources.getConfiguration())`。我们就可以把上面add到`AssetManager`的插件资源和原有的`apk`资源整合成一个`Resources`。那么接下来，我们只要让插件在获得资源时，是从上面这个整合过的`Resources`中获取就可以完成在插件中直接访问插件资源了。上面解析的三步实现伪代码如下: ``` Resources hostResources = hostContext.getResources(); //hostContext是宿主的context，这个资源是在编译时就确定好的。 AssetManager assetManager = hostResources.getAssets(); //拿到宿主的 AssetManager assetManager.addAssetPath(apkPath) // 这一步需要通过反射来完成 Resources newResources = new Resources(assetManager, hostResources.getDisplayMetrics(), hostResources.getConfiguration()); //整合宿主资源和插件资源为一个资源 ...... 替换插件中访问的Resources为新整合的Resources : 由于在插件中也是通过`context.getResources()`来获取Resources。因此我们只需要hook插件对`Resources`的获取，返回我们整合过的 newResources即可。 ``` 通过上面的步骤，就可以实现插件中使用插件的资源，并且由于新的资源是整合过的，其实也可以实现在宿主中使用插件的资源。不过使用这个方式是存在一些问题的: 1. `AssetManager.addAssetPath(apkPath)`这个方法需要反射调用 2. `new Resources()`官方API是指明不允许的 3. 不同厂商对于资源`Resource`的构造是不同的。 ## 插件APK中类的加载如果在宿主中需要访问插件的一个类`AActivity.class`。如果你在直接访问肯定会抛类找不到异常的，这是因为这个类根本就不能被`Classloader`加载，它找不到。那么如何让插件中的类可以被`Classloader`的加载呢? 这涉及到类的动态加载的问题。我们还是先来回顾一下`Classloader`的相关知识。在Android中存在两种类加载器 : `DexClassLoader`和`PathClassLoader`,他们俩的不同之处是: - DexClassLoader可以加载jar/apk/dex，可以从SD卡中加载未安装的apk - PathClassLoader只能加载系统中已经安装过的apk 如果你对Android中的类加载过程还不是很了解，推荐看一下这篇文章 : https://www.jianshu.com/p/a620e368389a 所以我们可以通过`DexClassLoader`来加载插件apk中的类: ``` DexClassLoader loader = new DexClassLoader(apk.getAbsolutePath(), dexOutputPath, libsDir.getAbsolutePath(), parent); ``` 可以加载插件apk的类的`DexClassLoader`已经构造完成了, 那么有什么用呢？要知道当app运行时，遇到一个未加载的插件类时，由于类加载的`双亲委派模型`，并不会到我们创建的这个`DexClassLoader`中去寻找未加载的类: ![](picture/简单的类加载逻辑.png) 如上图，即对于未加载的类，在寻找可以加载这个类的`Classloader`时，根本不会在我们新建的这个`DexClassLoader`中寻找。那怎么办呢？有两种思路: 第一 : hook类加载过程，如果没有找到要加载的类，就手动调用新建的`DexClassLoader`来尝试加载这个类第二 : 当我们在使用`context.getClassLoader()`方法是你会发现，你拿到的是`PathClassLoader`。 ``` public class PathClassLoader extends BaseDexClassLoader ``` 即`PathClassLoader`是`BaseDexClassLoader`的子类。我们来看一下`BaseDexClassLoader`是如何加载一个未加载的类的: ``` //BaseDexClassLoader.findClass() protected Class findClass(String name) throws ClassNotFoundException { ...... Class c = pathList.findClass(name, suppressedExceptions); ...... } //pathList的类型 pathList = new DexPathList(this, dexPath, librarySearchPath, null); //DexPathList.java final class DexPathList { private Element[] dexElements; } ``` 即是在`pathList`中去寻找类。我们知道`DexClassLoader`也继承自`BaseDexClassLoader`。肯定也存在`pathList`。所以如果我们把`DexClassLoader`的`pathList`加在`PathClassLoader`的`pathList`中。那么app在运行时不就相当于会从我们构造的`DexClassLoader`中寻找类了？因此第二种方法就是把我们自己创建的`DexClassLoader`的`pathList`整合到可被搜寻的`Classloader`的`pathList`上,下面是主要代码实现思路: ``` baseClassLoader = context.getClassLoader(); Object baseDexElements = getDexElements(getPathList(baseClassLoader)); //获取pathList Object newDexElements = getDexElements(getPathList(dexClassLoader)); Object allDexElements = combineArray(baseDexElements, newDexElements); //结合两个pathList，生成一个新的 DexElements 数组 Object pathList = getPathList(baseClassLoader); Reflector.with(pathList).field("dexElements").set(allDexElements); //把BaseClassLoader的pathList的 DexElements 替换为结合过的新的 DexElements ``` 经过上面的操作，App运行时就可以加载插件中的类了。 ## 插件APK四大组件相关信息的解析上面关于插件的资源和类加载的问题都大致分析了一下。不过还有一个十分重要的问题我们需要来看一下，那就是插件中的四大组件，如何被宿主使用呢? 我们知道Android对于四大组件的处理是有特殊逻辑的，比如`Activity`必须在`AndroidManifest`文件中注册，并且自系统层面还有一系列校验机制。不过本小节我们先不看如何实现宿主使用插件的四大组件的细节。我们先来看一下，如何把插件apk的四大相关信息给解析出来。这是实现宿主使用插件的四大组件的基础。那么怎么解析呢？其实Android提供了`PackageParser`,这个类主要用于对Android apk文件的解析。它会把一个`apk`解析成`PackageParser.Package`对象: ``` PackageParser.Package parsedPackage = PackageParser().parsePackage(context, apkFile, PackageParser.PARSE_MUST_BE_APK); ``` ### PackageParser.Package 我们来看一下解析出来的`PackageParser.Package`都有什么: ``` public final static class Package { ...... public final ArrayList permissions = new ArrayList(0); public final ArrayList permissionGroups = new ArrayList(0); public final ArrayList activities = new ArrayList(0); public final ArrayList receivers = new ArrayList(0); public final ArrayList providers = new ArrayList(0); public final ArrayList services = new ArrayList(0); ...... } ``` 一个`PackageParser.Package`中除了上面列举的四大组件相关信息，还有一些签名啦等等(也可以猜测这个类解析出的信息主要来源自`AndroidManifest.xml`)。但需要注意的是，这里的`Activity`可不是我们理解的那个`Activity`,我们来看一下这个类的声明: ``` public final static class Activity extends Component { public final ActivityInfo info; //在程序运行时用来表示一个activity的信息 } public static class Component { public final Package owner; public final ArrayList intents; public final String className; public Bundle metaData; } public final static class ActivityIntentInfo extends IntentInfo { public final Activity activity; } public static class IntentInfo extends IntentFilter ``` 通过大致了解上面4个类的继承结构以及与我们所了解的Android相关知识相结合，这里的`Component`是用来表示一个组件(常说的四大组件)。它持有着组件的类信息、intent信息等。 `Provider`、`Service`的结构基本与`Activity`相同。即，通过`PackageParser`我们可以解析出一个`apk`中的四大组件、权限、包签名等信息。 >上文中其实有很多Android源码，这里推荐一个可以很方便、快速查看Android源码的网站: http://androidxref.com/ 。具体怎么快速查看可以参考这篇文章 : https://blog.csdn.net/qq_34908107/article/details/78421212 最后，欢迎关注我的Android进阶计划。提出批评与指导，一起进步。