Android 插件框架实现思路及原理

插件框架实现思路及原理

一、技术可行性

a) apk的安装处理流程

i. apk会copy到/data/app；

ii. 解压apk中的class.dex，并对其进行优化，获得odex（即JIT）。最后保存到/data/dalvik_cache；

iii. 还有一些权限和包信息，会缓存到/data/system中的packages.list和packages.xml中。

b) 在android上，对apk包的加载逻辑

i. 加载逻辑

 Zygote(孵化器)在成功启动一Android进程后，会根据packages.list的内容（启动时会加载到system_process中的pakcagemanager中），把odex文件，加载到dalvik中，完成逻辑的加载；

ii. 资源读取

资源读取，主要有两三个类，分别是Resource、AssertManager和LayoutInflater。

当在显示界面时，就通过这三个类读取资源。

c) 结论和猜想

i. apk相对于整个android系统而言，其本身就是一种插件形式体现。根据上面关于逻辑和资源的读取概述，完全是可以静默实现的。其次，class.dex并没有包含Android SDK的代码，只是保留对Android SDK接口的调用。 可以这样想象，Android SDK即插件框架，而Android OS即为整个插件的宿主环境。因此这就可以解释了，为什么在1.x编译的代码，在2.x甚至3.x都可以运行，因为只要插件宿主的接口(即Android SDK)不变，插件运行时所调用的接口都可以被找到。

ii. 为了减少内存占用，Resource、AssertManager和LayoutInflater必然不会把apk中的所有资源都加载进来，而是用时才加载并缓存，而且还有一些的处理机制（如最不常用清除等）。因此这些类当中，必然存在一个指明资源路径的字段或者结构。

iii. 要保证兼容性，插件框架公开给插件的接口，必须遵守Open-Close(开发-封闭)原则。另外，一些已经废弃掉接口，同样需要保留。比如Service中的setForeground和JDK的中关于Thread的一些接口等。

iv. 可以尝试通过反射，修改Resource、AssertManager和LayoutInflater中指明资源路径的字段；另外，还可以查看源码，查找设置资源路径的方法。

二、技术实现要点

a) 逻辑加载

i. 针对接口编程。这个是所有插件框架的基本设计模型。

ii. 通过DexClassLoader加载插件所实现的插件接口，详细可参考PluginManagerImpl中的parserPlugin方法实现，关键代码如下：

b) AssertManager的实现

经查阅Android源码，发现AssertManager的实例生成，用到两个隐藏的方法，如下所示：

通过以上代码，我们就可以得到我们插件的AssertManager了，关键代码如下所示：

c) Resource的实现

有了插件专用的AssertManager，那么插件的Resource也轻易得到了，关键代码如下所示：

d) LayoutInflater的实现

一般我们要获取LayoutInflater，都必须通过Context来获得，即是说LayoutInflater的资源读取，都是通过Context的getResoure以及getAssert读取，是直接跟宿主挂勾的。这里有两个方法可选选择：

其一，自己重写Context类，并把getResoure和getAssert的返回值改为上面所得的插件资源相关的实例，即包装法；

其二，考虑到平时我们用LayoutInflater时，主要是用来加载布局文件（XML），因此可以投机取巧点，只针对inflater进行修改。

目前框架采用的是第二种方法。先看看LayoutInflater的源码实现，如下所示：

因此，只调用插件的Resources，并调用其第二个方法，并可实现加载插件的布局问题，为了方便使用，定义了一个ILayoutInflater接口，封装实现细节，关键代码如下：

事实上，通过以上的方法，还是无法完成插件XML布局文件的加载，通过跟踪源码，会发生View的生成，还需要因为利用到当前Context(或Activity)的一个类型Theme的实例。跟踪过程如下：

l View(Context context, AttributeSet arrts, int defStyle)

l Context.obtainStyledAttributes(AttrobiteSet arrts, int[]  attrs, int defStyleAttr, int defStyleRes)

l Context.getTheme()

l ......

而这个Theme类型，是Resource的一个内部类，不单可以直接引用Resource的，还通过Context保存AssertManager的引用。源码如下：

因此，我们还需要通过反射的方式，把当前Theme的实例，替换成我们插件的。当XML布局文件解释成功后，再恢复过来。留意上面代码中的begin和end方法，就是这个过程的封装。关键代码如下：

而插件的Theme实例，可通过Resource的newTheme获得，关键代码如下：

e) 混合资源解析的实现

基本上，上面的有了上面的三个类，就可以完全加载插件的读取插件的资源和逻辑。但往往事情并不是这么简单。

考虑到UI的可重用性，插件里，往往会很多的用到宿主所提示的UI库接口。因此，就需要考虑，当在解释插件的xml布局时，如何混合使用两方的资源。从上面的过程可得，无论是Resources、AssertManager还是LayoutInflater，都是同时只能针对一方资源。当在插件的布局文件中，使用了两方的文件，必然会因为找不到资源，解释出错。

不过，LayoutInflater，提示了一个setFactory，可以在解释XML布局文件时，优先解释。关键代码如下：

三、待完善的地方

l 在宿主中定义的资源，目前除了自定义view之外，都不可以使用。比如文字、颜色值、样式等。

l 插件的权限，必须是宿主的子集。

l 插件中包含so的加载逻辑，还没有实现。

l 目前插件的加载，都是加载dex，而不是odex。还需要查阅源码，手工实现这个优化过程。

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