2024年安卓最新【Android进阶笔记】热修复(代码、资源,2024年最新面试遇到答不上来的问题怎么办

最后

今天关于面试的分享就到这里,还是那句话,有些东西你不仅要懂,而且要能够很好地表达出来,能够让面试官认可你的理解,例如Handler机制,这个是面试必问之题。有些晦涩的点,或许它只活在面试当中,实际工作当中你压根不会用到它,但是你要知道它是什么东西。

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作者:pren2016

1. 热修复

=========================================================================

1.1. 作用


  • 严重的Bug,需要立即解决,而不用重新打包上架。

  • 解决版本升级率不高,Bug会一直影响不升级版本的用户。

  • 实现小功能短时间版本覆盖,如节日活动。

1.2. 主流热修复框架


1.2.1. 主流框架

| 派系 | 框架 |

| — | — |

| 阿里系 | AndFix⚠️、Dexposed⚠️、HotFix⚠️、Sophix |

| 腾讯系 | Tinker、超级补丁、QFix |

| 知名公司 | 美团Robust饿了么Amigo⚠️、蘑菇街Aceso⚠️ |

| 其他 | RocooFix⚠️、Nuwa⚠️、AnoleFix⚠️ |

1.2.2. 框架对比

| 特性 | Sophix | Tinker | 超级补丁 | Robust |

| — | — | — | — | — |

| 即时生效 | 支持 | 不支持 | 不支持 | 不支持 |

| 方法替换 | 支持 | 支持 | 支持 | 支持 |

| 类替换 | 支持 | 支持 | 支持 | 不支持 |

| 类结构修改 | 支持 | 支持 | 不支持 | 不支持 |

| 资源替换 | 支持 | 支持 | 支持 | 不支持 |

| so替换 | 支持 | 支持 | 不支持 | 不支持 |

| 补丁包大小 | 较小 | 较小 | 较大 | 一般 |

| 性能损耗 | 较小 | 较大 | 较大 | 较小 |

| 侵入式打包 | 无侵入 | 侵入 | 侵入 | 侵入 |


2. 代码修复

==========================================================================

代码修复主要有3中方案:类加载方案、底层替换方案、Instant Run方案。

2.1. 类加载方案


采用类加载方案的主要是 Tinker、超级补丁、QFix、Amigo 和 Nuwa 等。

2.1.1. Dex 分包机制

【方法数 65536 限制】

由于 DVM 指令集的方法调用指令 invoke-kind 索引为16bits,即最多能引用 65535 个方法。因此,当一个 dex 文件中法方法数超过 65535 个时,就会抛出编译期异常:com.android.dex.DexIndexOverflowException: method ID not in [0, 0xffff]: 65536

【LinearAlloc 限制】

DVM 中的 LinearAlloc 是一个固定的缓存区,当方法数超出了缓存区的大小时会报错。因此,在安装应用时可能会提示 INSTALL_FAILED_DEXOPT

【分包方案】

  • 解决 65536 限制和 LinearAlloc 限制。

  • 打包时将应用代码分成多个 Dex,将应用启动时必须用到的类和这些类的直接引用类放到主 Dex 中,其他代码放到次 Dex 中。

  • 当应用启动时先加载主 Dex,等到应用启动后再动态地加载次 Dex,从而缓解了主 Dex 的 65536 限制和 LinearAlloc 限制。

2.1.2. 类加载

在 Android 的类加载过程中,一个重要环节是调用 DexPathListfindClass 方法。

// 每一个dex文件,都对应一个Element元素,并有序排列

private Element[] dexElements;

public Class<?> findClass(String name, List suppressed) {

// 依次遍历dex文件数组

for (Element element : dexElements) {

// element.findClass内部会调用DexFile的loadClassBinaryName方法查找类

Class<?> clazz = element.findClass(name, definingContext, suppressed);

// 找到了这个类,就返回

if (clazz != null) {

return clazz;

}

}

if (dexElementsSuppressedExceptions != null) {

suppressed.addAll(Arrays.asList(dexElementsSuppressedExceptions));

}

return null;

}

2.1.3. 修复方案

根据类的查找流程:

  • 将有 Bug 的类 Key.class 进行修改,再将 Key.class 打包成补丁包 Patch.dex

  • Patch.dex 放在 dexElements 数组的第一个元素。

  • 根据双亲委派,会首先找到 Patch.dex 中的 Key.class 会优先加载,而存在 Bug 的 Key.class 就不会被加载。

具体到实现细节上,不同的框架就有些差异了。

  • 超级补丁:将 Patch.dex 放到 dexElements 数组的第一个元素。

  • Tinker:将新旧 apk 做 diff,得到一个 patch.dex,再将 patch.dex 与手机 apk 中的 classes.dex 进行合并,生成 fix_classess.dex,再将 fix_classess.dex 放到 dexElements 数组的第一个元素。

2.2. 底层替换方案


采用底层替换方案的主要是 AndFix、Dexposed、HotFix 和 Sophix。

优点:不需要重启 APP,立即生效。

2.2.1. ArtMethod

Java 层的每个方法在 ART 中都对应着一个 ArtMethod 的结构体(包含 Java 方法的所有信息,包括执行入口、访问权限、所属类和代码执行地址等),只要把原方法的结构体内容替换为新的结构体内容,则在调用原来方法的时候,真正执行的指令是新方法的指令,就可以实现热修复。

art/runtime/art_method.h 文件中,定义了 ArtMethod 的结构体内容。

class ArtMethod FINAL {

/* … */

GcRootmirror::Class declaring_class_;

std::atomicstd::uint32_t access_flags_;

uint32_t dex_method_index_;

uint16_t method_index_;

uint16_t hotness_count_;

uint16_t imt_index_;

struct PtrSizedFields {

ArtMethod** dex_cache_resolved_methods_;

void* data_;

void* entry_point_from_quick_compiled_code_;

} ptr_sized_fields_;

}

2.2.2. 修复方案

  • 方法①:将待修复的 java 方法对应的 ArtMethod 结构体中的每个字段进行替换。

  • 方法②:将待修复的 java 方法对应的 ArtMethod 结构体整个进行替换。

不同的框架采用了不同方案:

  • AndFix 采用方法①,不同版本和不同厂商 ArtMethod 可能不同,存在兼容问题,导致方法替换失败。

  • Sophix 采用方法②,不存在兼容问题 。

无论采用哪种方案,由于类加载后,类的结构和方法数量就已经固定了,因此该方案有以下不适场景:

  • 增加或减少方法和字段的个数。

  • 改变原有类的结构。

Sophix 结合了底层替换方案和类加载方案各自的优点,以底层替换方案为主,类加载方案为辅,在热部署无法使用的情况下,自动降级为冷部署。

2.3. Instant Run 方案


在 Android Studio 2.0 版本上,支持了一个新特性 Instant Run,实现了对代码修改的实时生效(热插拔)。

采用 Instant Run 方案的主要是 Robust 和 Aceso。

2.3.1. Instant Run 原理

在第一次构建 Apk 时:

  • 在每一个类中注入了一个 $change 的成员变量,它实现了 IncrementalChange 接口。

  • 在每一个方法的第一行,插入了一段判断执行逻辑。

public class TestActivity {

// 注入一个类型为IncrementalChange的成员

IncrementalChange localIncrementalChange = $change;

public void onCreate(Bundle savedInstanceState){

// 当localIncrementalChange不为null时,可能会执行到access$dispatch从而替换掉之前老的逻辑

if (localIncrementalChange != null) {

localIncrementalChange.access$dispatch(

“onCreate.(Landroid/os/Bundle;)V”, new Object[] { this, paramBundle });

return;

}

super.onCreate(savedInstanceState);

}

}

当我们点击 Android Studio 的 InstantRun 按钮时:

  • 如果方法没有变化,则 $changenull,执行方法中的旧逻辑。

  • 如果方法有变化,则:

  • 动态生成替换类 TestActivity$overrideAppPatchesLoaderImpl 类。

  • AppPatchesLoaderImpl 类的 getPatchedClasses 方法会返回被修改的类的列表,根据这个列表,TestActivity 中的 $change 会被赋值为 TestActivity$override

  • 判断条件成立,access$dispatch() 方法会执行 TestActivity$override 类中的 onCreate 方法,从而实现对现有 onCreate 方法的修改。

2.3.2. 修复方案

Robust 为例

  • 在编译打包阶段对每个方法都自动的插入了一段代码。

  • 动态下发包含有 PatchesInfoImpl.javaPatch.javapatch.dex 到客户端,用 DexClassLoader 加载 patch.dex,反射拿到 PatchesInfoImpl.java 这个 class 并创建对象。

  • 然后通过这个对象的 getPatchedClassesInfo 方法,获得需要修复的 class 的混淆后名字,再反射得到当前运行环境中的该 class。

  • 其中的 changeQuickRedirect 字段赋值为用 patch.dex 中的 Patch.java 这个 class new 出来的对象。


3. 资源修复

==========================================================================

很多热修复框架的资源修复都参考了 Instant Run 的资源修复原理。由于 Instant Run 不是 Android 的源码,需要反编译才能知道。

Instant Run 资源修复的核心逻辑在 MonkeyPatcher 类的 monkeyPatchExistingResources 方法中。

public class MonkeyPatcher {

public static void monkeyPatchExistingResources(

Context context, String externalResourceFile, Collection activities) {

if (externalResourceFile == null) {

return;

}

最后

其实Android开发的知识点就那么多,面试问来问去还是那么点东西。所以面试没有其他的诀窍,只看你对这些知识点准备的充分程度。so,出去面试时先看看自己复习到了哪个阶段就好。

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[外链图片转存中…(img-0nXv5sqi-1715819418433)]

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