[造轮子]Android动态加载框架总结

用了一周多，做了一个Android动态加载的小玩具DCommand。支持下载APK，获取其中的资源、执行代码、启动Activity（这个是抄的，非常粗糙）。
最开始只是觉得动态加载逻辑代码很有用，如果MVP模式使用合理的话，对于大部分的逻辑更新、线上bug修复直接使用动态下发APK，更新P端的逻辑即可。后来越来越复杂，最后基本所有方面都可以动态使用，如果再深入开发的话，做个MVP框架也是可以的（当然最好迁移到RxJava上，这种网络文件操作很多的东西，用响应式编程还是很赞的）。

整体结构

理想情况下，结构是分层的：
- Apk管理，ApkConfigManager，负责下载Apk、验证安全并读取其中的配置。维护Apk相关数据库
- classloader管理，ClassManager，负责创建对应某个Apk的DexClassLoader
- resources/asset管理，ResourceManager，负责创建对应某个Apk的ResourceFetcher。维护resource相关数据库
- interface管理，CommandManager，负责加载某个interface在Apk中对应的实现。维护interface相关数据库
- component管理，ComponentManager，负责启动指定类名的Android Component（暂时只有Activity）。维护component相关数据库
- resource获取，ResourceFetcher，负责构建Resources对象，并获取其中的指定资源
- App，动态加载的使用者

流程

以获取interface的实现为例：
1. 调用CommandManager.getImplement
2. CommandManager调用ClassManager.loadClass
3. ClassManager调用ApkConfigManager.getApkInfoAndFileById
4. ApkConfigManager下载Config.json并解析
5. ApkConfigManager使用Apk的id找到url，下载Apk
6. ApkConfigManager校验Apk签名
7. ApkConfigManager通知有新Apk
8. CommandManager得到通知，更新数据库
9. ApkConfigManager通过回调，将Apk文件返回给ClassManager
10. ClassManager使用返回的文件构造ClassFetcher，通过回调返回给CommandManager
11. CommandManager使用数据库中的映射关系找到interface的实现，反射构建实现对象

细节

名词	解释
Apk	动态加载的目标，从网络上下载的Apk文件
宿主	使用动态加载的程序

1. Apk配置和更新

使用id唯一表示Apk，不使用版本，使用时间戳来标记Apk新旧。时间戳是配置文件的生成时间点，如果Apk是在配置文件之后下载的，肯定是最新版本。使用Apk版本会要求多次读文件内容，效率有问题。

2. Apk校验

校验分为两部分：Apk签名完整性的校验，Apk签名和宿主签名的校验。

Apk签名校验：
- Apk签名过程：解释0，解释1。总结起来就是：先对所有文件进行digest放到MANIFEST.MF中；再对MANIFEST.MF的每一行加密，放到CERT.SF中；最后把公钥信息放到CERT.RSA中。
- 校验过程：入口在PackageParser中，基本是签名的逆过程，但是写的实在是乱，没看懂。真正调用签名校验的地方是PackageParser.collectCertificates。
  真正使用不需要这么复杂。正常情况下，使用PackageManager.getPackageArchieveInfo并传入GET_SIGNATURES就可以了。当然也可以直接反射。
签名交叉校验
其实就是读入宿主和Apk的签名，对比是不是相同的公钥。

//读入证书X509Certificate cert = (X509Certificate) certFactory                        .generateCertificate(new ByteArrayInputStream(signature.toByteArray()));//公钥字符串cert.getPublicKey().toString();

公钥本身在公钥字符串中，在字符串modulus=和,publicExponent之间。

3. AndroidManifest的解析

Android中Xml是预处理过的，所以不能随随便便就读出来了。一个还算准确的图，一个通过源码分析的解释。特别推荐一下后一个，他通过看ResType.h这些aapt相关的类，非常准确的还原了二进制的结构。
manifest文件二进制片段示例中对应关系如下（二进制是big-endian的）：

        /*            <manifest versionCode="1"            0201// type            1000// header size            8800 0000// size            0200 0000// line number            ffff ffff// comment            ffff ffff// ns            0c00 0000// name            1400// start            1400// size            0500// count            0000// id            0000// class            0000// style            0700 0000// ns            0000 0000// name            ffff ffff// raw value            0800// size            00// 00            10// type            0100 0000//data        */

对于大部分基础信息，PackageManager.getPackageArchieveInfo就足够了。我这里用到的，PackageManager.getPackageArchieveInfo没有的，只有读取meta-data的功能。这个答案里的代码是有问题的，需要修改，具体可见Manifest类。

4. DexClassLoader

构造函数中的optimizedDirectory就是dex文件解压后的位置，第一次还是比较慢的。

5. 泛型

return泛型时，Java会自动类型匹配。但是用回调代替return后，自动类型匹配不管用。可以用一个比较鬼的办法：

public interface Listener{    <T> T onXXX(T obj);}调用时：Foo ret = listener.onXXX(obj);

此时obj会被匹配成Foo类的对象。

6. 动态Activity

启动动态Activity问题在于系统不识别动态Activity。基本就是用fragment或者proxyActivity来绕过。关于ProxyActivity。
使用proxyActivity分为两部分：
- 宿主提供ProxyActivity，系统实际识别的就是这个Activity。ProxyActivity将所有系统的回调事件路由给DynamicActivity，基本就是所有onXXX函数
- Apk提供DynamicActivity，所有真正的逻辑都在这里。DynamicActivity将所有调用系统的函数都委托给ProxyActivity来做，比如startActivity、getXXX等。
里面有一个坑，在super.onCreate之前，getIntent是返回不了有效数据的。

后来发现，其实还是有很多牛逼的解决方法更优雅的解决这个问题的。总结一下探索新方法的思路：
1. 仔细看一遍Activity的启动流程
2. 寻找里面非native、非IPC的与Activity相关的部分（存在于同一个虚拟机实例中，可以通过反射替换成自己的实现）：

Activity.mInstrumentation
PackageInfo
ActivityInfo

7. Resources

资源是靠id标记的，id的最高8位是包名，正常生成的Apk，id都是7f打头的
资源id的type字段并不是固定的，是在aapt生成时遇到什么新资源就加一生成的
资源的维度简直就不能理解，老罗的解读
资源读取时，就是顺序的找，找到了就返回了。所以当宿主和Apk的资源同时存在时（不修改aapt一定会有重复id），一定会出bug。所以不能反射修改Activity的mResources，这样会出错。只能显式的分开用这两种资源
调用某Apk中的资源代码：

            assetManager = AssetManager.class.newInstance();            ReflectUtils.invokeMethod(assetManager, "addAssetPath", new Class[]{String.class}, new Object[]{apkFile.getAbsolutePath()});            mResources = new Resources(assetManager, metrics, configuration);

这个mResources就是可以用的，包括id和真正资源