【移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)技術(shù)】2019 深入解析Android熱修復(fù)技術(shù)

【移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)技術(shù)】2019深入解析Android熱修復(fù)技術(shù)

通過閱讀本文，你會(huì)對(duì)熱修復(fù)技術(shù)有更深的認(rèn)知，本文會(huì)列出各類框架的優(yōu)缺點(diǎn)以及技術(shù)原理，文章末尾簡(jiǎn)單描述一下Tinker的框架結(jié)構(gòu)。什么是熱修復(fù)？熱修復(fù)框架分類技術(shù)原理及特點(diǎn)Tinker框架解析各框架對(duì)比圖總結(jié)正常開發(fā)流程https://upload-images.jianshu.io/upload_images/14847428-6fcac9b8292a263c?imageMogr2/auto-orient/striphttps://upload-images.jianshu.io/upload_images/14847428-800f660c9ac114e2?imageMogr2/auto-orient/strip熱修復(fù)優(yōu)勢(shì)https://upload-images.jianshu.io/upload_images/14847428-bebf2ab515584603?imageMogr2/auto-orient/strip修復(fù)什么？https://upload-images.jianshu.io/upload_images/14847428-165a5d7d51351616?imageMogr2/auto-orient/strip現(xiàn)狀：百花齊放百家爭(zhēng)鳴https://upload-images.jianshu.io/upload_images/14847428-4a7bcc2f46c27a12?imageMogr2/auto-orient/strip簡(jiǎn)單分類；https://upload-images.jianshu.io/upload_images/14847428-7421c115c980ad94?imageMogr2/auto-orient/strip更合理的分類；https://upload-images.jianshu.io/upload_images/14847428-342465ddf97d4777?imageMogr2/auto-orient/strip3.1阿里Dexposed--native解決方案原理：直接在native層進(jìn)行方法的結(jié)構(gòu)體信息對(duì)換，從而實(shí)現(xiàn)完美的方法新舊替換，從而實(shí)現(xiàn)熱修復(fù)功能他的思想完全來源于Xposed框架，完美詮釋了AOP編程，這里用到最核心的知識(shí)點(diǎn)就是在native層獲取到指定方法的結(jié)構(gòu)體，然后改變他的nativeFunc字段值，而這個(gè)值就是可以指定這個(gè)方法對(duì)應(yīng)的native函數(shù)指針，所以先從Java層跳到native層，改變指定方法的nativeFunc值，然后在改變之后的函數(shù)中調(diào)用Java層的回調(diào)即可。實(shí)現(xiàn)了方法的攔截功能。基于開源框架Xposed實(shí)現(xiàn)，是一種AOP解決方案只HookApp本身的進(jìn)程，不需要Root權(quán)限https://upload-images.jianshu.io/upload_images/14847428-57b80d75ff33ac3b?imageMogr2/auto-orient/striphttps://upload-images.jianshu.io/upload_images/14847428-7fae8bd84daf36a7?imageMogr2/auto-orient/striphttps://upload-images.jianshu.io/upload_images/14847428-6a14d74fe7ee5426?imageMogr2/auto-orient/strip優(yōu)點(diǎn)：即時(shí)生效不需要任何編譯器的插樁或者代碼改寫，對(duì)正常運(yùn)行不引入任何性能開銷。這是AspectJ之類的框架沒法比擬的優(yōu)勢(shì)；對(duì)所改寫方法的性能開銷也極低（微秒級(jí)），基本可以忽略不計(jì)；從工程的角度來看，熱補(bǔ)丁僅僅是牛刀小試，它真正的威力在于『線上調(diào)試』；基于Xposed原理實(shí)現(xiàn)的AOP不僅可以hook自己的代碼，還可以hook同進(jìn)程的AndroidSDK代碼，這也就可以讓我們有能力在App中填上Google自己挖的坑。缺點(diǎn)：Dalvik上近乎完美，不支持ART（需要另外的實(shí)現(xiàn)方式），所以5.0以上不能用了；最大挑戰(zhàn)在于穩(wěn)定性與兼容性，而且native異常排查難度更高；由于無法增加變量與類等限制，無法做到功能發(fā)布級(jí)別；3.2阿里AndFix--native解決方案原理：與Dexposed一樣都基于開源框架Xposed實(shí)現(xiàn)，是一種AOP解決方案優(yōu)點(diǎn)：即時(shí)生效支持dalvik和art（AndFixsupportsAndroidversionfrom2.3to7.0,bothARMandX86architecture,bothDalvikandARTruntime,both32bitand64bit.）與Dexposed框架相比AndFix框架更加輕便好用，在進(jìn)行熱修復(fù)的過程中更加方便了缺點(diǎn)：面臨穩(wěn)定性與兼容性問題AndFix不支持新增方法，新增類，新增field等AndFix（Dexpsed）框架不穩(wěn)定的原因（痛點(diǎn)）https://upload-images.jianshu.io/upload_images/14847428-8559a691441eef82?imageMogr2/auto-orient/striphttps://upload-images.jianshu.io/upload_images/14847428-2d297bf2d2a00c21?imageMogr2/auto-orient/strip原理：原理是Hook了ClassLoader.pathList.dexElements[]。因?yàn)镃lassLoader的findClass是通過遍歷dexElements[]中的dex來尋找類的。當(dāng)然為了支持4.x的機(jī)型，需要打包的時(shí)候進(jìn)行插樁。越靠前的Dex優(yōu)先被系統(tǒng)使用，基于類級(jí)別的修復(fù)https://upload-images.jianshu.io/upload_images/14847428-43de3722b03c8244?imageMogr2/auto-orient/strip優(yōu)點(diǎn)：不需要考慮對(duì)dalvik虛擬機(jī)和art虛擬機(jī)做適配代碼是非侵入式的，對(duì)apk體積影響不大缺點(diǎn)：需要下次啟動(dòng)才會(huì)生效最大挑戰(zhàn)在于性能，即Dalvik平臺(tái)存在插樁導(dǎo)致的性能損耗，Art平臺(tái)由于地址偏移問題導(dǎo)致補(bǔ)丁包可能過大的問題虛擬機(jī)在安裝期間為類打上CLASS_ISPREVERIFIED標(biāo)志是為了提高性能的，我們強(qiáng)制防止類被打上標(biāo)志是否會(huì)影響性能？這里我們會(huì)做一下更加詳細(xì)的性能測(cè)試．但是在大項(xiàng)目中拆分dex的問題已經(jīng)比較嚴(yán)重，很多類都沒有被打上這個(gè)標(biāo)志。插樁方案性能上的痛點(diǎn)：https://upload-images.jianshu.io/upload_images/14847428-6fb205e418da11df?imageMogr2/auto-orient/strip3.4美團(tuán)Robust--InstantRun熱插拔原理原理：Robust插件對(duì)每個(gè)產(chǎn)品代碼的每個(gè)函數(shù)都在編譯打包階段自動(dòng)的插入了一段代碼，插入過程對(duì)業(yè)務(wù)開發(fā)是完全透明編譯打包階段自動(dòng)為每個(gè)class都增加了一個(gè)類型為ChangeQuickRedirect的靜態(tài)成員，而在每個(gè)方法前都插入了使用changeQuickRedirect相關(guān)的邏輯，當(dāng)changeQuickRedirect不為null時(shí)，可能會(huì)執(zhí)行到accessDispatch從而替換掉之前老的邏輯，達(dá)到fix的目的。https://upload-images.jianshu.io/upload_images/14847428-c7b465ce03a6b039?imageMogr2/auto-orient/strip優(yōu)點(diǎn)：幾乎不會(huì)影響性能（方法調(diào)用，冷啟動(dòng)）支持Android2.3-8.x版本高兼容性（Robust只是在正常的使用DexClassLoader）、高穩(wěn)定性，修復(fù)成功率高達(dá)99.9%補(bǔ)丁實(shí)時(shí)生效，不需要重新啟動(dòng)支持方法級(jí)別的修復(fù)，包括靜態(tài)方法支持增加方法和類支持ProGuard的混淆、內(nèi)聯(lián)、優(yōu)化等操作缺點(diǎn)：代碼是侵入式的，會(huì)在原有的類中加入相關(guān)代碼so和資源的替換暫時(shí)不支持會(huì)增大apk的體積，平均一個(gè)函數(shù)會(huì)比原來增加17.47個(gè)字節(jié)，10萬個(gè)函數(shù)會(huì)增加1.67M。會(huì)增加少量方法數(shù)，使用了Robust插件后，原來能被ProGuard內(nèi)聯(lián)的函數(shù)不能被內(nèi)聯(lián)了3.5微信Tinker原理：服務(wù)端做dex差量，將差量包下發(fā)到客戶端，在ART模式的機(jī)型上本地跟原apk中的classes.dex做merge，merge成為一個(gè)新的merge.dex后將merge.dex插入pathClassLoader的dexElement，原理類同Q-Zone，為了實(shí)現(xiàn)差量包的最小化，Tinker自研了DexDiff/DexMerge算法。Tinker還支持資源和So包的更新，So補(bǔ)丁包使用BsDiff來生成，資源補(bǔ)丁包直接使用文件md5對(duì)比來生成，針對(duì)資源比較大的（默認(rèn)大于100KB屬于大文件）會(huì)使用BsDiff來對(duì)文件生成差量補(bǔ)丁。https://upload-images.jianshu.io/upload_images/14847428-1db1e5d3cb5f8b22?imageMogr2/auto-orient/striphttps://upload-images.jianshu.io/upload_images/14847428-929f831ad790e2e0?imageMogr2/auto-orient/strip優(yōu)點(diǎn)：支持動(dòng)態(tài)下發(fā)代碼支持替換So庫(kù)以及資源缺點(diǎn)：不能即時(shí)生效，需要下次啟動(dòng)Tinker已知問題：Tinker不支持修改AndroidManifest.xml，Tinker不支持新增四大組件(1.9.0支持新增非export的Activity)；由于GooglePlay的開發(fā)者條款限制，不建議在GP渠道動(dòng)態(tài)更新代碼；在AndroidN上，補(bǔ)丁對(duì)應(yīng)用啟動(dòng)時(shí)間有輕微的影響；不支持部分三星android-21機(jī)型，加載補(bǔ)丁時(shí)會(huì)主動(dòng)拋出"TinkerRuntimeException:checkDexInstallfailed"；對(duì)于資源替換，不支持修改remoteView。例如transition動(dòng)畫，notificationicon以及桌面圖標(biāo)。Tinker性能痛點(diǎn)：Dex合并內(nèi)存消耗在vmhead上，容易OOM，最后導(dǎo)致合并失敗。如果本身app占用內(nèi)存已經(jīng)比較高，可能容易導(dǎo)致app本系統(tǒng)殺掉。3.6阿里Sophix原理(雙劍合璧)：https://upload-images.jianshu.io/upload_images/14847428-f48236448e191eca?imageMogr2/auto-orient/strip優(yōu)化Andfix（突破底層結(jié)構(gòu)差異，解決穩(wěn)定性問題）：Andfix底層ArtMethod結(jié)構(gòu)時(shí)采用內(nèi)部變量一一替換，倒是這個(gè)各個(gè)廠商是會(huì)修改的，所以兼容性不好。https://upload-images.jianshu.io/upload_images/14847428-e99cd0a6eb1dda46?imageMogr2/auto-orient/stripSophix改變了一下思路，采用整體替換方法結(jié)構(gòu)，忽略底層實(shí)現(xiàn)，從而解決兼容穩(wěn)定性問題。https://upload-images.jianshu.io/upload_images/14847428-4395aacf401ae90d?imageMogr2/auto-orient/strip突破QQ和Tinker的缺陷QQ和Tinker的缺陷https://upload-images.jianshu.io/upload_images/14847428-d798bd64bb626ff4?imageMogr2/auto-orient/stripSophix對(duì)dex的解決方案Dalvik下采用阿里自研的全量dex方案：不是考慮把補(bǔ)丁包的dex插到所有dex前面（dex插樁），而是想辦法在原理的dex中刪除（只是刪除了類的定義）補(bǔ)丁dex中存在的類，這樣讓系統(tǒng)查找類的時(shí)候在原來的dex中找不到，那么只有補(bǔ)丁中的dex加載到系統(tǒng)中，系統(tǒng)自然就會(huì)從補(bǔ)丁包中找到對(duì)應(yīng)的類。Art下本質(zhì)上虛擬機(jī)以及支持多dex的加載，Sophix的做法僅僅是把補(bǔ)丁dex作為主dex（classes.dex）而已，相當(dāng)于重新組織了所有的dex文件：把補(bǔ)丁包的dex改名為classes.dex，以前apk的所有dex依次改為classes2.dex、classes3.dex...classesx.dex，如下圖所示。https://upload-images.jianshu.io/upload_images/14847428-fa398a0285fe8138?imageMogr2/auto-orient/strip資源修復(fù)另辟蹊徑常用方案（InstantRun技術(shù)）：這種方案的兼容問題在于替換AssetManager的地方https://upload-images.jianshu.io/upload_images/14847428-13eee5ca49b03820?imageMogr2/auto-orient/stripSophix資源修復(fù)方案https://upload-images.jianshu.io/upload_images/14847428-2e65475a9b453a74?imageMogr2/auto-orient/stripSO修復(fù)另辟蹊徑https://upload-images.jianshu.io/upload_images/14847428-0b77ea739de9d695?imageMogr2/auto-orient/strip之所以只貼了Tinker的代碼框架，是因?yàn)槟壳伴_源的方案中是最好的，當(dāng)然除了Robust。代碼結(jié)構(gòu)https://upload-images.j