android 热更新（无框架）

一、前言

 最近看了阿里的AndFix热修复框架，但是好像不能支持所有设备，所以，自己手动来实现一遍安卓的热修复，究其是如何实现的。

二、原理

 Java的虚拟机JVM运行代码时，加载的是.class字节码文件，而Android的Dalvik/ART虚拟机加载的是Dex文件，不过他们的工作机制是一样的，都经过ClassLoader这个类加载器，只不过，Android重新定义了两个类DexClassLoader和PathClassLoader去解析类，他们是继承BaseDexClassLoader类的，关于这两个类的介绍：

1）、PathClassLoader：官方文档解析 Android uses this class for its system class loader and for its application class loader(s)，使用该类作为系统类和应用类的加载器，也即只能加载已经安装到Android系统的apk文件

2）、DexClassLoader：可加载jar、apk和dex文件，可以从存储外部加载。

三、实现步骤

1、首先写一个测试修改效果的类Bugs ，并在activity中使用，

public class Bugs {
    public static String getBugs(){
        return "有bug！";
    }
}

public class TestHotfixActivity extends Activity {
    TextView tv_result;
    @Override
    protected void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        tv_result=(TextView)findViewById(R.id.tv_result);
    }
    public void onPost(View view){
        tv_result.setText(Bugs.getBugs());
    }
}

2、新建application和HotFixEngine类

public class BaseApplication extends Application {
    public static final String FIX_DEX_PATH = "fix_dex";//fixDex存储的路径

    @Override
    public void onCreate() {
        super.onCreate();
        copyDexFileToAppAndFix(this,"patch.dex");
        
        loadAllDex();
    }

    /**
     * 用下载的dex文件，修复app
     */
    public void loadAllDex() {
        File dexFilePath = getDir(FIX_DEX_PATH, Context.MODE_PRIVATE);
       for (File dexFile:dexFilePath.listFiles()){
           Log.d("======>",dexFile.getAbsolutePath());
           if (dexFile.getAbsolutePath().endsWith("dex") ) {
               new HotFixEngine().loadDex(this, dexFile);
           }
       }
    }
    /**
     * 复制SD卡中的补丁文件到dex目录，或者从服务器下载补丁文件代码
     */
    public static void copyDexFileToAppAndFix(Context context, String dexFileName) {
        File path = new File(Environment.getExternalStorageDirectory(), dexFileName);
        if (!path.exists()) {
            Toast.makeText(context, "没有找到补丁文件", Toast.LENGTH_SHORT).show();
            return;
        }
        if (!path.getAbsolutePath().endsWith("dex")){
            Toast.makeText(context, "补丁文件格式不正确", Toast.LENGTH_SHORT).show();
            return;
        }
        File dexFilePath = context.getDir(FIX_DEX_PATH, Context.MODE_PRIVATE);
        File dexFile = new File(dexFilePath, dexFileName);
        if (dexFile.exists()) {
            dexFile.delete();
        }
        //copy
        InputStream is = null;
        FileOutputStream os = null;
        try {
            is = new FileInputStream(path);
            os = new FileOutputStream(dexFile);
            int len = 0;
            byte[] buffer = new byte[1024];
            while ((len = is.read(buffer)) != -1) {
                os.write(buffer, 0, len);
            }
            path.delete();//删除sdcard中的补丁文件，或者你可以直接下载到app的路径中
            is.close();
            os.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            Log.d("======>",e.getMessage());
        } finally {
            if (is != null) {
                try {
                    is.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                    Log.d("======>",e.getMessage());
                }
            }
            if (os != null) {
                try {
                    os.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                    Log.d("======>",e.getMessage());
                }
            }
        }
    }
}

package com.lemon.testhotfix;

import android.content.Context;
import android.os.Environment;
import android.util.Log;
import android.widget.Toast;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.lang.reflect.Array;
import java.lang.reflect.Field;

import dalvik.system.DexClassLoader;
import dalvik.system.PathClassLoader;

public class HotFixEngine {

    public static final String DEX_OPT_DIR = "optimize_dex";//dex的优化路径
    public static final String DEX_BASECLASSLOADER_CLASS_NAME = "dalvik.system.BaseDexClassLoader";
    public static final String DEX_ELEMENTS_FIELD = "dexElements";//pathList中的dexElements字段
    public static final String DEX_PATHLIST_FIELD = "pathList";//BaseClassLoader中的pathList字段
    public static final String FIX_DEX_PATH = "fix_dex";//fixDex存储的路径


    /**
     * 获得pathList中的dexElements
     *
     * @param obj
     * @return
     * @throws NoSuchFieldException
     * @throws IllegalAccessException
     */
    public Object getDexElements(Object obj) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
        return getField(obj, obj.getClass(), DEX_ELEMENTS_FIELD);
    }

    /**
     * fix
     *
     * @param context
     */
    public void loadDex(Context context, File dexFile) {
        if (context == null) {
            Log.d("======>","context==null");
            return;
        }
        File fixDir = context.getDir(FIX_DEX_PATH, Context.MODE_PRIVATE);
        //mrege and fix
        mergeDex(context, fixDir,dexFile);
    }

    /**
     * 获取指定classloader 中的pathList字段的值（DexPathList）
     *
     * @param classLoader
     * @return
     */
    public Object getDexPathListField(Object classLoader) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
        return getField(classLoader, Class.forName(DEX_BASECLASSLOADER_CLASS_NAME), DEX_PATHLIST_FIELD);
    }

    /**
     * 获取一个字段的值
     *
     * @return
     */
    public Object getField(Object obj, Class<?> clz, String fieldName) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {

        Field field = clz.getDeclaredField(fieldName);
        field.setAccessible(true);
        return field.get(obj);

    }

    /**
     * 为指定对象中的字段重新赋值
     *
     * @param obj
     * @param claz
     * @param filed
     * @param value
     */
    public void setFiledValue(Object obj, Class<?> claz, String filed, Object value) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
        Field field = claz.getDeclaredField(filed);
        field.setAccessible(true);
        field.set(obj, value);
    }

    /**
     * 合并dex
     *
     * @param context
     * @param fixDexPath
     */
    public void mergeDex(Context context, File fixDexPath, File dexFile) {
        try {
            //创建dex的optimize路径
            File optimizeDir = new File(fixDexPath.getAbsolutePath(), DEX_OPT_DIR);
            if (!optimizeDir.exists()) {
                optimizeDir.mkdir();
            }
            //加载自身Apk的dex，通过PathClassLoader
            PathClassLoader pathClassLoader = (PathClassLoader) context.getClassLoader();
            //找到dex并通过DexClassLoader去加载
            //dex文件路径，优化输出路径，null,父加载器
            DexClassLoader dexClassLoader = new DexClassLoader(dexFile.getAbsolutePath(), optimizeDir.getAbsolutePath(), null, pathClassLoader);
            //获取app自身的BaseDexClassLoader中的pathList字段
            Object appDexPathList = getDexPathListField(pathClassLoader);
            //获取补丁的BaseDexClassLoader中的pathList字段
            Object fixDexPathList = getDexPathListField(dexClassLoader);

            Object appDexElements = getDexElements(appDexPathList);
            Object fixDexElements = getDexElements(fixDexPathList);
            //合并两个elements的数据，将修复的dex插入到数组最前面
            Object finalElements = combineArray(fixDexElements, appDexElements);
            //给app 中的dex pathList 中的dexElements 重新赋值
            setFiledValue(appDexPathList, appDexPathList.getClass(), DEX_ELEMENTS_FIELD, finalElements);
            Log.d("======>","修复成功!");

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            Log.d("======>",e.getMessage());
        }
    }

    /**
     * 两个数组合并
     *
     * @param arrayLhs
     * @param arrayRhs
     * @return
     */
    private static Object combineArray(Object arrayLhs, Object arrayRhs) {
        Class<?> localClass = arrayLhs.getClass().getComponentType();
        int i = Array.getLength(arrayLhs);
        int j = i + Array.getLength(arrayRhs);
        Object result = Array.newInstance(localClass, j);
        for (int k = 0; k < j; ++k) {
            if (k < i) {
                Array.set(result, k, Array.get(arrayLhs, k));
            } else {
                Array.set(result, k, Array.get(arrayRhs, k - i));
            }
        }
        return result;
    }

}

3、打包或者直接跑在手机或者模拟器上，然后改动Bugs的方法：Bugs.getBugs(){ return "已修复！";}，重新编译。

4、找到Bugs.class，用sdk/build-tools/dx.bat工具转成dex文件。

dx --dex --output=patch.dex 包名/Bugs.class

5、将patch.dex发送到手机的根目录。重启应用即可。