Android全面插件化RePlugin流程与源码解析.docx
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Android全面插件化RePlugin流程与源码解析.docx
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Android全面插件化RePlugin流程与源码解析
Android全面插件化RePlugin流程与源码解析
Android全面插件化RePlugin流程与源码解析
作者恋猫月亮
2017.07.2407:
11
字数4003
阅读405评论6喜欢13赞赏1RePlugin,360开源的全面插件化框架,按照官网说的,其目的是“尽可能多的让模块变成插件”,并在很稳定的前提下,尽可能像开发普通
App那样灵活。
那么下面就让我们一起深入$了解它吧。
(ps:
阅读本文请多参考源码图片(—八—)$、)
、介绍
RePlugin对比其他插件化,它的强大和特色,在于它只
Hook住了ClassLoader。
OneHook这个坚持,最大程度保证了稳定性、兼容性和可维护性,详见《全面插件化
RePlugin的使命》。
当然,OneHook也极大的提高了实现复
杂程度性,其中主要体现在:
增加了Gradle插件脚本,实现开发中自动代码修改与生成。
分割了插件库和宿主库的代码实现。
代码中存在很多不少
@deprecated、TODO和临时修改。
初始化、加载、启动等逻辑比较复杂。
图一Replugin项目结构
本篇将竭尽所能,为各位介绍其流程和内部实现,如果
存在一些地方存在纰漏,还请指出。
文章篇幅较长,需耐心阅读,阅读时可结合图片源码,同时欢迎收藏,或选择感兴趣点阅读,下面主要涉及:
二、ClassLoader基础知识。
七、Replugin启动Activity。
此处应有图
、ClassLoader基础知识
既然Replugin选择Hook住ClassLoader,那先简单介绍
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,
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:
dex。
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
DexClassLoader可以加载外部的dex。
RePlugin中存在两个主要ClassLoaer:
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
本文主要分析library相关,如果对gradle
module,详细如开头【图
Replugin项目结构】
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:
android: theme="@style/Theme.AppCompat"android: name="com.qihoo360.replugin.sample.host.loader.a.ActivityN1STTS0" android: exported="false" android: screenOrientation="portrait"android: configChanges="keyboard|keyboardHidden|orientation|screenSize"/> 2.2、replugin-host-library: 对应com.qihoo360.replugin: 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: 对应com.qihoo360.replugin: 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: 对应com.qihoo360.replugin: 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, PluginServiceClient 中的RePlugin、 其中的RePlugin、RePluginInternal、 都是反射宿主App: replugin-host-library RePluginInternal、PluginServiceClient类方法。 四、Replugin的ClassLoader。 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 ParentLoader是因为双亲代 ClassLoader的Parent生成。 其中 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 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attachBaseContextO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 中的RePluginCallbacks提供了 RePluginCallbacks,然后根据Config去初始化插件。 值得注意的是,RePluginConfig 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 F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。 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 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 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 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 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。 中的一些方法, 如下图,PluginActivity重载Activity 实现了Activity的补全和自定义操作,如坑位管理,启动宿头晕目眩了没? 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(Ian)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 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 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。 其他推荐 RePIuginGithub官方库 RePIugin源码解析之repIugin-host-gradIe(宿主gradIe插件) @osan @osan RePlugin源码解析之replugin-plugin-gradle(插件的gradle插件) ToMyGithub注意到了吗? 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