Android全面插件化RePlugin流程与源码解析Word文档下载推荐.docx
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二、ClassLoader基础知识。
三、Replugin项目原理和结构分析。
四、Replugin的ClassLoader。
五、Replugin的相关类介绍。
六、Replugin的初始化。
七、Replugin启动Activity。
此处应有图
二、ClassLoader基础知识
既然Replugin选择Hook住ClassLoader,那先简单介绍下ClassLoader的基本知识吧,如熟悉者请略过。
ClassLoader又叫类加载器,是专门处理类加载,一个APP可以存在多个ClassLoader,它使用的是双亲代理模型,如下图所示,创建一个ClassLoader,需要使用一个已有的ClassLoader对象,作为新建的实例的ParentLoader。
抽象基类ClassLoader
这样的条件下,一个App中所有的ClassLoader都联系了起来。
当加载类时,如果当前ClassLoader未加载此类,就查询ParentLoader是否加载过,一直往上查找,如果存在就返回,如果都没有,就执行该Loader去执行加载工作。
这样避免了类重复加载的浪费。
其中常见的Loader有:
BootClassLoader是系统启动时创建的,一般不需要用到。
PathClassLoader是应用启动时创建的,只能加载内部dex。
DexClassLoader可以加载外部的dex。
RePlugin中存在两个主要ClassLoaer:
1、RePluginClassLoader:
宿主App中的Loader,继承PathClassLoader,也是唯一Hook住系统的Loader。
2、PluginDexClassLoader:
加载插件的Loader,继承DexClassLoader。
用来做一些“更高级”的特性。
三、Replugin项目原理和结构分析
1、基础原理
简单来说,其核心是hook住了ClassLoader,在Activity启动前:
记录下目标页ActivityA,替换成已自动注册在AndroidManifest中的坑位ActivityNS。
在ClassLoader中拦截ActivityNS的创建,创建出ActivityA返回。
返回的ActivityA占用着ActivityNS这个坑位,坑位由Gradle编译时自动生成在AndroidManifest中。
在编译时,replugin-replugin-library脚本,会替换代码中的基础类和方法。
如下图【官方原理图】所示,替换的基类里会做一些初始化,所以这一块稍微有点入侵性。
此外,replugin-host-library会生成AndroidManifest、配置相关信息、打包等,也由Gradle插件自动完成。
打包独立APK,或者打包为插件,可单可插,这就是RePlugin。
官方原理图
2、项目结构
RePlugin整个项目结构,目前分为四个module,其中又分为两个gradle插件module,两个library的java
module,详细如开头【图一
Replugin项目结构】,本文主要分析library相关,如果对gradle插件感兴趣的,可以查看结尾其他推荐。
2.1、replugin-host-gradle:
对应com.qihoo360.replugin:
replugin-host-gradle:
xxx依赖,主要负责在主程序的编译期中生产各类文件:
根据用户的配置文件,生成HostBuildConfig类,方便插件框架读取并自定义其属性,如:
进程数、各类型占位坑的数量、是否使用AppCompat库、Host版本、pulgins-builtin.json文件名、内置插件文件名等。
自动生成带RePlugin插件坑位的AndroidManifest.xml文件,文件中带有如:
<
activity
android:
theme="
@style/Theme.AppCompat"
name="
com.qihoo360.replugin.sample.host.loader.a.ActivityN1STTS0"
exported="
false"
screenOrientation="
portrait"
configChanges="
keyboard|keyboardHidden|orientation|screenSize"
/>
2.2、replugin-host-library:
replugin-host-lib:
xxx依赖,是一个Java工程,由主程序负责引入,是RePlugin的核心工程,负责初始化、加载、启动、管理插件等。
2.3、replugin-plugin-gradle:
replugin-plugin-gradle:
xxx,是一个Gradle插件,由插件负责引入,主要负责在插件的编译期中:
配置插件打包相关信息;
动态替换插件工程中的继承基类,如下,修改Activity的继承、Provider的重定向等。
/*LoaderActivity替换规则*/
defprivatestaticloaderActivityRules=[
'
android.app.Activity'
:
com.qihoo360.replugin.loader.a.PluginActivity'
android.app.TabActivity'
com.qihoo360.replugin.loader.a.PluginTabActivity'
android.app.ListActivity'
com.qihoo360.replugin.loader.a.PluginListActivity'
android.app.ActivityGroup'
com.qihoo360.replugin.loader.a.PluginActivityGroup'
android.support.v4.app.FragmentActivity'
com.qihoo360.replugin.loader.a.PluginFragmentActivity'
android.support.v7.app.AppCompatActivity'
:
com.qihoo360.replugin.loader.a.PluginAppCompatActivity'
android.preference.PreferenceActivity'
com.qihoo360.replugin.loader.a.PluginPreferenceActivity'
android.app.ExpandableListActivity'
com.qihoo360.replugin.loader.a.PluginExpandableListActivity'
]
2.4、replugin-plugin-library:
replugin-plugin-lib:
xxx依赖,是一个Java工程,由插件端负责引入,主要提供通过“Java反射”来调用主程序中RePluginHostLibrary的相关接口,并提供“双向通信”的能力,以及各种基类Activity等
其中的RePlugin、RePluginInternal、PluginServiceClient都是反射宿主App:
replugin-host-library中的RePlugin、RePluginInternal、PluginServiceClient类方法。
这里主要介绍,宿主和插件使用的ClassLoader,以及它们的创建和Hook住时机。
这是RePlugin唯一的Hook点,而其中插件ClassLoader和宿主ClassLoader是相互关系的,如下图。
将就的图
1、宿主的ClassLoader
RePluginClassLoader,宿主的ClassLoader,继承PathClassLoader,构造方法使用原ClassLoader,和原ClassLoader的Parent生成。
其中ParentLoader是因为双亲代理模型,创建ClassLoader所需,而原Loader用于保留在后期使用,如下图。
如下两图,RePluginClassLoader在创建时,浅拷贝原Loader的资源到RePluginClassLoader中,用于欺骗系统还处于原Loader,并且从原Loader中反射出常用方法,用于重载方法中使用。
拷贝资源方式方法
宿主Loader中,主要是重载了loadClass,其中从PMF(RePlugin中公开接口类)中查找class,如果存在即返回插件class,如果不存在就从原Loader中加载。
从而实现了对加载类的拦截。
这里的PMF在加载class时,其实用的是下面【2、插件的ClassLoader】:
PluginDexClassLoader,这个后面流程会讲到。
2、插件的ClassLoader
PluginDexClassLoader,继承DexClassLoader,构造时持有了宿主的ClassLoader,从宿主ClassLoader中反射获取loadClass方法,当自己的loadClass方法找不到类时,从宿主Loader中加载。
3、创建和Hook
创建:
上面1、2中两个Loader,是宿主在初始化时创建的,初始化时可以选择配置RePluginCallbacks,callback中提供方法默认创建Loader,你也可以实现自定义的ClassLoader,但是需要继承以上的Loader,如下图。
//初始化方式创建
RePlugin.getConfig().getCallbacks()
.createClassLoader(oClassLoader.getParent(),oClassLoader);
RePluginCallbacks
Hook:
初始化时,PatchClassLoaderUtils会在Application的attachBaseContext()中,通过patch(application)Hook住宿主的ClassLoader,patch内部如下图。
hookClassLoader
五、Replugin的相关类介绍
提前介绍一些功能类,后面就不做详细介绍。
1、RePlugin
:
RePlugin的对外入口类,提供install、uninstall、preload、startActivity、fetchPackageInfo、fetchComponentList,fetchClassLoader等等统一的方法入口,用户操作的主要是它。
2、RePlugin.App:
RePlugin中的内部类,针对Application的入口类,所有针对插件Application的调用应从此类开始和初始化,想象成插件的Application吧。
3、PmBase:
RePlugin常用mPluginMgr变量表示,可以看作插件管理者。
初始化插件、加载插件等一般都是从它开始。
4、PluginContainers:
插件容器管理中心。
5、PmLocalImpl:
各种本地接口实现,如startActivity,getActivityInfo,loadPluginActivity等。
6、PmInternalImpl:
类似Activity的接口实现,内部实现了真正startActivity的逻辑、还有插件Activity生命周期的接口。
-
准备好了吗,骚年
六、Replugin的初始化
那就是从Application初始化开始看起,枯燥的流程就要开始了,忍住兄弟,我们能赢。
首先我们先看下面这流程图,大致了解启动流程:
将就的看吧
1、attachBaseContext
首先是从Application的attachBaseContext初始化开始。
如下图,这里主要是配置RePluginConfig和RePluginCallbacks,然后根据Config去初始化插件。
值得注意的是,RePluginConfig中的RePluginCallbacks提供了默认方法创建RePlugin的ClassLoader,还记得上面的介绍吗?
看图看图
2、插件App.attachBaseContext
继续上面的流程,进入RePlugin.App.attachBaseContext(this,c),如下图,这里主要是初始化插件相关的进程、配置信息、插件的主框架和接口、根据默认路径、加载默认插件等。
插件的初始化从这里开始,其中主要为PMF.init()和PMF.callAttach()。
继续看图看图
3、主程序接口PMF.init()/PMF.callAttach()
先进入到PMF.init(),如下图,这里主要实例化了PmBase类,并初始化了它,创建了内部使用的PmLocalImpl和PmInternalImp接口,同时Hook住主程序的ClassLoader,替换为RePluginClassLoader,所以接下来的流程,主要是在PmBase。
PMF.init(),看图吧
PmBase,按照项目中的变量名mPluginMgr,可以理解为插件的管理者,它管理内部直接或间接的,管理着坑位分配、ClassLoader、插件、进程、启动\停止页面的接口等,如下图。
PmBase创建,还是看图
PmBase的初始化,也就是插件的初始化,这里会启动各类进程,初始化各种默认插件集合,为后续加载做准备。
其中默认插件和配置文件的位置,一般默认是在assert的plugins-builtin.json和"
plugins"
文件夹下。
PmBase.init()看图看图
接着PMF.callAttach()其实就是PmBase.callAttach(),如下图这里开始真正加载插件,初始化插件的PluginDexClassLoader、加载插件、初始化插件环境和接口。
其中在执行p.load()的时候,会通过Plugind.callAppLocked()创建插件的Application,并初始化。
PMF.callAttach()看图呗
以上是在主APP的初始化,深入PmBase中,Plugin.load()在加载时,会调用PluginDexClassLoader,通过类名加载Entry类,然后反射出create方法,执行插件的初始化。
其中Entry位于Plugin-lib库中。
这里初始化就去到了插件中了,插件中初始化时,会通过反射的到宿主host类的方法。
4、Application的onCreate
这里主要是切换handler到主线程,注册各种广播接收监听,如增加插件、卸载插件、更新插件,可以看出这里设计很多内部进程通信的。
七、Replugin启动Activity
这里仅描述了Activity启动的其中一个流程,也是简化版的,实际代码逻辑复杂多了,但是万变不离其宗,这里帮你梳理流程,描述一些关键的点,让你快速理解Activity的启动流程。
再将就下吧,看图
1、startActivity
从上面的流程图我们知道,启动插件Activity可以从RePlugin.startActivity开始,startActivity经历了Factory、PmLocalImpl,其实大部分启动的逻辑其实主要在PmInternalImpl中。
具体流程如下图,这里简化了实际代码,关键在于loadPluginActivity。
这里获取了插件对应的坑位,然后保存了目标Activity的信息,通过系统启动坑位。
因为已经Hook住了ClassLoader,在loadClass时再加载出目标Activity,这样坑位中承载的,便是绕过系统打开的目标Activity。
下面我们进入loadPluginActivity。
说了看图
2、loadPluginActivity
loadPluginActivity其实是PmBase中的PmLocalImpl内部方法。
如下图,这里主要是根据获取到ActivityInfo,然后根据坑位去为目标Activity分配坑位。
其中getActivityInfo是通过插件名称,获得插件对象Plugin,Plugin可能是初始化中已加载的,如果未加载就加载返回,然后根据Plugin中缓存的坑位信息,返回ActivityInfo。
下面进入allocActivityContainer看坑位的分配,只有分配到坑位,插件的Activity才可以启动,这是一个IPC过程。
看图没?
2、allocActivityContainer
allocActivityContainer在类PluginProcessPer中,还记得我们在PmBase.init()时初始化过它么?
分配坑位也是RePlugin的核心之一。
在allocActivityContainer中,主要逻辑是bindActivity,如下图,bindActivity去找到目标Activity匹配的容器,然后加载目标Activity判断是否存在,并建立映射,返回容器。
然后分配的逻辑,在PluginContainers.alloc中。
看我大图
3、PluginContainers.alloc
alloc/alloc2方法分配坑位,最后都是到了allocLocked方法中,其实RePlugin中,如下图,便是坑位分配的逻辑:
如果存在未启动的坑位,就使用它。
如果没有就找最老的:
已经被释放的、或者时间最老的。
如果还不行,那么挤掉最老的一个。
看图说话
4、PulginActivity
上面的流程总结,是替换目标Activity,加载插件,分配坑位,启动目标坑位,拦截ClassLoader的loadClass去加载返回目标Activity。
这个时候启动的Activity还不完整,从模块框架中我们知道,在编译时,RePlugin会把继承的Activity替换为如PluginActivity(当前还有AppComPluginActivity等)。
这时候加载启动的目标Activity,其实是继承了PluginActivity。
如下图,PluginActivity重载Activity中的一些方法,实现了Activity的补全和自定义操作,如坑位管理,启动宿主Activity等。
至此,一个插件Activity就启动起来了,头晕目眩了没?
为了实现OneHook这个信念,RePlugin实现了复杂的流程,从代码中可以看出,这些年作者们从中走的的各种坑、各种妥协与坚持、复杂的技术积累、已经经历了多年的严酷考验。
不知道有多少人能完整看到这,码字不易,如有疏漏还是多多包涵,由于篇(tou)幅(lan)原因,关于Service等的就不多做叙述了,不知道本文对你是否能有些帮助,欢迎留言讨论。
最后说“一”句
为什么要去了解一个库实现原理呢?
学习框架的架构思想?
这是一个原因。
但是归根结底,是帮助你在使用库的过程中,能靠自己解决各种问题。
程序员的日常一般都忙于各种工作,各种技术群中的大佬们,大部分时候,没办法一一解答你的各种咨询,所以使用它、了解它、多尝试靠自己去探索突破吧。
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