android 熱修復技術
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一、類加載方案1、Qzone
Qzone的超級熱修復方案是業界最早的熱修復方案之一,原理簡單而巧妙,影響深刻而久遠,在此簡單介紹。Android類加載的源碼如下:
可以看出當有多個dex文件時,他們會組成一個有序數組,按順序加載,而對于一個已經加載的Class是不會再次加載的,由此得出熱修復方案:把需要修復的類打包成一個dex文件下發,并在APP啟動時通過反射,將這個dex文件放在dexElements的最前面,這樣修復了的Class就會比有Bug的Class優先加載了。如下圖所示:
但在實現過程中,會遇到unexpected DEX problem異常,Qzone方案為了解決這個問題采用了插樁的策略來規避這個異常。實際上,Android系統的檢查和優化都是有其意義的,因此這種方法在Dalvik和Art上都會遇到問題。
● 在Dalvik虛擬機,APP在安裝的時候會被執行dexopt操作,同一個dex文件內的Class會被打上CLASS_ISPREVERIFIED標志,而補丁包中的類并沒有打上此標志,因此拋出異常。解決方法就是在第一次打包APK時讓所有類都引用另一個dex文件中的類,這樣所有的類始終不會打上CLASS_ISPREVERIFIED標志,因此補丁包可以順利加載,但是Dalvik虛擬機在檢測到一個類未打上CLASS_ISPREVERIFIED之后會再次在類加載的時候進行dexopt相關的操作,如果一次性加載很多類,速度將明顯變慢。
● 在Art虛擬機,dex文件最終會編譯成本地機器碼,在dex2oat時fast *已經將各個類的地址寫死,若補丁包中的類出現字段或者方法的修改,會出現內存地址錯亂,解決辦法是將這個類的父類和調用這個類的類都加入補丁包。但這樣會導致補丁包急劇增大。(實際上要理解清楚這個問題需要熟悉Dalvik和Art的完整流程,并非三言兩語能解釋清楚)
這兩個問題都可以解決,但都要付出一些代價:類加載速度或者補丁包大小。
2、Tinker
如果Qzone沒有上面兩個缺陷,或許就不會有Tinker了。對于微信這樣一個對性能有極高要求的產品來說,Qzone的缺點會被無限放大。在參考Instant Run的冷插拔與buck的exopackage后,Tinker采用了全量替換的策略。全量替換可以避免插樁和地址寫死問題,但是補丁包會很大,因此可以在新舊兩個Dex的差異放在補丁包中,下發到移動端后再在本地合成完整的dex文件。
實際上,Tinker保留了Qzone最核心的東西:反射修改dexElements。無論是插入還是替換,本質都是利用了類加載的特點。由于需要下發的全量補丁包體積過大,Tinker采用了后臺求diff,下發diff文件,移動端合成全量包的策略。
如果僅此而已,只要有diff/patch算法,就可以開發Tinker了。實際上,確實如此。而Tinker第二個創新之處就是采用了自研的DexDiff算法,大大優化了下發差異包的大小。
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