Android 动态加载 APK

近期由于项目过大 造成id 65536的问题，导致编译通不过(Android对一个应用中的方法个数有限制)；

先看一个开源框架：

DynamicLoadApk :

1. 功能介绍

1.1 简介

DynamicLoadApk 是一个开源的 Android 插件化框架。

插件化的优点包括：(1) 模块解耦，(2) 动态升级，(3) 高效并行开发(编译速度更快) (4) 按需加载，内存占用更低等等。

DynamicLoadApk 提供了 3 种开发方式，让开发者在无需理解其工作原理的情况下快速的集成插件化功能。

1. 宿主程序与插件完全独立
2. 宿主程序开放部分接口供插件与之通信
3. 宿主程序耦合插件的部分业务逻辑

三种开发模式都可以在 demo 中看到。

1.2 核心概念

(1) 宿主：主 App，可以加载插件，也称 Host。
(2) 插件：插件 App，被宿主加载的 App，也称 Plugin，可以是跟普通 App 一样的 Apk 文件。

(3) 组件：指 Android 中的Activity、Service、BroadcastReceiver、ContentProvider，目前 DL 支持Activity、Service以及动态的BroadcastReceiver。

(4) 插件组件：插件中的组件。

(5) 代理组件：在宿主的 Manifest 中注册，启动插件组件时首先被启动的组件。目前包括 DLProxyActivity(代理 Activity)、DLProxyFragmentActivity(代理 FragmentActivity)、DLProxyService(代理 Service)。

(6) Base 组件：插件组件的基类，目前包括 DLBasePluginActivity(插件 Activity 的基类)、DLBasePluginFragmentActivity(插件 FragmentActivity 的基类)、DLBasePluginService(插件 Service 的基类)。

DynamicLoadApk 原理的核心思想可以总结为两个字：代理。通过在 Manifest 中注册代理组件，当启动插件组件时首先启动一个代理组件，然后通过这个代理组件来构建、启动插件组件。

2. 总体设计

上面是 DynamicLoadApk 的总体设计图，DynamicLoadApk 主要分为四大模块：
(1) DLPluginManager
插件管理模块，负责插件的加载、管理以及启动插件组件。
(2) Proxy
代理组件模块，目前包括 DLProxyActivity(代理 Activity)、DLProxyFragmentActivity(代理 FragmentActivity)、DLProxyService(代理 Service)。
(3) Proxy Impl
代理组件公用逻辑模块，与(2)中的 Proxy 不同的是，这部分并不是一个组件，而是负责构建、加载插件组件的管理器。这些 Proxy Impl 通过反射得到插件组件，然后将插件与 Proxy 组件建立关联，最后调用插件组件的 onCreate 函数进行启动。
(4) Base Plugin
插件组件的基类模块，目前包括 DLBasePluginActivity(插件 Activity 的基类)、DLBasePluginFragmentActivity(插件 FragmentActivity 的基类)、DLBasePluginService(插件 Service 的基类)。

3. 流程图

上面是调用插件 Activity 的流程图，其他组件调用流程类似。
(1) 首先通过 DLPluginManager 的 loadApk 函数加载插件，这步每个插件只需调用一次。
(2) 通过 DLPluginManager 的 startPluginActivity 函数启动代理 Activity。
(3) 代理 Activity 启动过程中构建、启动插件 Activity。

4. 详细设计

4.1 类关系图

以上是 DynamicLoadApk 主要类的关系图，跟总体设计中介绍的一样大致分为三部分。
(1) 对于 Proxy 部分，每个组件都存在 DLAttachable 接口，方便统一该组件不同类，如 Activity、FragmentActivity。每个组件的公共实现部分都统一放到了对应的 DLProxyImpl 中。
(2) 对于 Base Plugin 部分，每个组件都存在 DLPlugin 接口，同样是方便统一该组件不同类。

4.2 类功能介绍

4.2.1 DLPluginManager.java

DynamicLoadApk 框架的核心类，主要功能包括：
(1) 插件的加载和管理；
(2) 启动插件的组件，目前包括 Activity、Service。

主要属性：
mNativeLibDir为插件 Native Library 拷贝到宿主中后的存放目录路径。
mPackagesHolder HashMap，key 为包名，value 为表示插件信息的DLPluginPackage，存储已经加载过的插件信息。

主要函数：
(1) getInstance(Context context)
获取 DLPluginManager 对象的单例。
在私有构造函数中将mNativeLibDir变量赋值为宿主 App 应用程序数据目录下名为pluginlib子目录的全路径。

(2) loadApk(String dexPath)
加载插件。参数 dexPath 为插件的文件路径。
这个函数直接调用 loadApk(final String dexPath, boolean hasSoLib)。

(3) loadApk(final String dexPath, boolean hasSoLib)
加载插件 Apk。参数 dexPath 为插件的文件路径，hasSoLib 表示插件是否含有 so 库。

注意：在启动插件的组件前，必须先调用上面两个函数之一加载插件，并且只能在宿主中调用。

流程图如下：

loadApk 函数调用 preparePluginEnv 函数加载插件，图中虚线框为 preparePluginEnv 的流程图。

(4) preparePluginEnv(PackageInfo packageInfo, String dexPath)
加载插件及其资源。流程图如上图。
调用createDexClassLoader(…)、createAssetManager(…)、createResources(…)函数完成相应初始化部分。

(5) createDexClassLoader(String dexPath)
利用DexClassLoader加载插件，DexClassLoader 初始化函数如下：

public DexClassLoader (String dexPath, String optimizedDirectory, String libraryPath, ClassLoader parent)

其中dexPath为插件的路径。
optimizedDirectory优化后的dex存放路径。这里将路径设置为当前 App 应用程序数据目录下名为dex的子目录中。
libraryPath为 Native Library 存放的路径。这里将路径设置为mNativeLibDir属性，其在getInstance(Context)函数中已经初始化。
parent父 ClassLoader，ClassLoader 采用双亲委托模式查找类，具体加载方式可见 ClassLoader 基础。

(6) createAssetManager(String dexPath)
创建 AssetManager，加载插件资源。
在 Android 中，资源是通过 R.java 中的 id 来调用访问的。但是实现插件化之后，宿主是无法通过 R 文件访问插件的资源，所以这里使用反射来生成属于插件的AssetManager，并利用addAssetPath函数加载插件资源。

    private AssetManager createAssetManager(String dexPath) {
        try {
            AssetManager assetManager = AssetManager.class.newInstance();
            Method addAssetPath = assetManager.getClass().getMethod("addAssetPath", String.class);
            addAssetPath.invoke(assetManager, dexPath);
            return assetManager;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }

    }

AssetManager 的无参构造函数以及addAssetPath函数都被hide了，通过反射调用。

(7) createResources(AssetManager assetManager)
利用AssetManager中已经加载的资源创建Resources，代理组件中会从这个Resources中读取资源。
关于AssetManager、Resources深入的信息可参考：Android 应用程序资源的查找过程分析。

(8) copySoLib(String dexPath)
调用SoLibManager拷贝 so 库到 Native Library 目录。

(9) startPluginActivity(Context context, DLIntent dlIntent)
启动插件 Activity，会直接调用startPluginActivityForResult(…)函数。
插件自己内部 Activity 启动依然是调用Context#startActivity(…)方法。

(10) startPluginActivityForResult(Context context, DLIntent dlIntent, int requestCode)
启动插件 Activity，流程图如下：

(11) startPluginService(final Context context, final DLIntent dlIntent)
启动插件 Service。
主要逻辑在函数fetchProxyServiceClass(…)中，流程与startPluginActivity(…)类似，只是换成了回调的方式，在各种条件成立后调用原生方式启动代理 Service，不再赘述。

(12) bindPluginService(…) unBindPluginService(…)
bind 或是 unBind 插件 Service。逻辑与startPluginService(…)类似，不再赘述。

4.2.2 DLPluginPackage

插件信息对应的实体类，主要属性如下：

    public String packageName;

    public String defaultActivity;

    public DexClassLoader classLoader;

    public AssetManager assetManager;

    public Resources resources;

    public PackageInfo packageInfo;

packageName为插件的包名；
defaultActivity为插件的 Launcher Main Activity；
classLoader为加载插件的 ClassLoader；
assetManager为加载插件资源的 AssetManager；
resources利用assetManager中已经加载的资源创建的Resources，代理组件中会从这个Resources中读取资源。
packageInfo被PackageManager解析后的插件信息。
这些信息都会在DLPluginManager#loadApk(…)时初始化。

4.2.3 DLAttachable.java/DLServiceAttachable.java

DLServiceAttachable 与 DLAttachable 类似，下面先分析 DLAttachable.java。

DLAttachable 是一个接口，主要作用是以统一所有不同类型的代理 Activity，如DLProxyActivity、DLProxyFragmentActivity，方便作为同一接口统一处理。
DLProxyActivity和DLProxyFragmentActivity都实现了这个类。

DLAttachable 目前只有一个

attach(DLPlugin pluginActivity, DLPluginManager pluginManager)

抽象函数，表示将插件Activity和代理Activity绑定在一起，其中的pluginActivity参数就是指插件Activity。

同样 DLServiceAttachable 类似，作用是统一所有不同类型的代理 Service，实现插件Service和代理Service的绑定。虽然目前只有DLProxyService。

4.2.4 DLPlugin.java/DLServicePlugin.java

DLPlugin 与 DLServicePlugin 类似，下面先分析 DLPlugin.java。

DLPlugin 是一个接口，包含Activity生命周期、触摸、菜单等抽象函数。
DLBase*Activity 都实现了这个类，这样插件的 Activity 间接实现了此类。
主要作用是统一所有不同类型的插件 Activity，如Activity、FragmentActivity，方便作为同一接口统一处理，所以这个类叫DLPluginActivity更合适。

同样 DLServicePlugin 主要作用是统一所有不同类型的插件 Service，方便作为统一接口统一处理，目前包含Service生命周期等抽象函数。

4.2.5 DLProxyActivity.java/DLProxyFragmentActivity.java

代理 Activity，他们是在宿主 Manifest 中注册的组件，也是启动插件 Activity 时，真正被启动的 Activity，他们的内部会完成插件 Activity 的初始化和启动。

这两个类大同小异，所以这里只分析DLProxyActivity。

首先来看下它的成员变量。
(1). DLPlugin mRemoteActivity
表示真正需要启动的插件Activity。这个属性名应该叫做pluginActivity更合适。
上面我们已经介绍了，DLPlugin是所有插件Activity都间接实现了的接口。

接下来在代理Activity的生命周期、触摸、菜单等函数中我们都会同时调用 mRemoteActivity 的相关函数，模拟插件Activity的相关功能。

(2). DLProxyImpl impl
主要封装了插件Activity的公用逻辑，如初始化插件 Activity 并和代理 Activity 绑定、获取资源等。

4.2.6 DLProxyImpl.java/DLServiceProxyImpl.java

DLProxyImpl 与 DLServiceProxyImpl 类似，下面先分析 DLProxyImpl.java。

DLProxyImpl 主要封装了插件Activity的公用逻辑，如初始化插件 Activity 并和代理 Activity 绑定、获取资源等，相当于把DLProxyActivity和DLProxyFragmentActivity的公共实现部分提出出来，核心逻辑位于下面介绍的 onCreate() 函数。

主要函数：
(1) DLProxyImpl(Activity activity)
构造函数，参数为代理 Activity。

(2) public void onCreate(Intent intent)
onCreate 函数，会在代理 Activity onCreate 函数中被调用，流程图如下：

其中第一步设置 intent 的 ClassLoader是用于 unparcel Parcelable 数据的，可见介绍： android.os.BadParcelableException。

(3) protected void launchTargetActivity()
加载待启动插件 Activity 完成初始化流程，并通过DLPlugin和DLAttachable接口的 attach 函数实现和代理 Activity 的双向绑定。流程图见上图虚线框部分。

(4) private void initializeActivityInfo()
获得待启动插件的 ActivityInfo。

(5) private void handleActivityInfo()
设置代理 Activity 的主题等信息。

其他的 get* 函数都是获取一些插件相关信息，会被代理 Activity 调用。

同样 DLServiceProxyImpl 主要封装了插件Service的公用逻辑，如初始化插件 Service 并和代理 Activity 绑定。

4.2.7 DLBasePluginActivity.java/DLBasePluginFragmentActivity.java

插件 Activity 基类，插件中的Activity都要继承 DLBasePluginActivity/DLBasePluginFragmentActivity 之一(目前尚不支持 ActionBarActivity)。

主要作用是根据是否被代理，确定一些函数直接走父类逻辑还是代理 Activity 或是空逻辑。

DLBasePluginActivity继承自Activity，同时实现了DLPlugin接口。这两个类大同小异，所以这里只分析DLProxyActivity。
主要变量：

    protected Activity mProxyActivity;

    protected Activity that;

    protected DLPluginManager mPluginManager;

    protected DLPluginPackage mPluginPackage;

mProxyActivity为代理 Activity，通过attach(…)函数绑定。
that与mProxyActivity等同，只是为了和this指针区分，表示真实的Context，这里真实指的是被代理情况下为代理 Activity，未被代理情况下等同于 this。

4.2.8 DLBasePluginService.java

插件 Service 基类，插件中的 Service 要继承这个基类，主要作用是根据是否被代理，确定一些函数直接走父类逻辑还是代理 Service 或是空逻辑。

主要变量含义与DLBasePluginActivity类似，不重复介绍。
PS：截止目前这个类还是不完善的，至少和DLBasePluginActivity对比，还不支持非代理的情况

4.2.9 DLIntent.java

继承自 Intent，封装了待启动组件的 PackageName 和 ClassName。

4.2.10 SoLibManager.java

调用SoLibManager拷贝 so 库到 Native Library 目录。

主要函数：
(1) copyPluginSoLib(Context context, String dexPath, String nativeLibDir)
函数中以ZipFile形式加载插件，循环读取其中的文件，如果为.so结尾文件、符合当前平台 CPU 类型且尚未拷贝过最新版，则新建Runnable拷贝 so 文件。

4.2.11 DLUtils.java

这个类中大都是无用或是不该放在这里的函数，也许是大版本升级及维护人过多后对工具函数的维护不够所致。

5. 杂谈

5.1 插件不能打包 dl-lib.jar

原因是插件和宿主属于不同的 ClassLoader，如果同时打包 dl-lib.jar，会因为 ClassLoader 隔离导致类型转换错误，具体可见：ClassLoader 隔离

Eclipse 打包解决方式见项目主页；
Android Studio 打包解决方式见 5.2；
Ant 打包需要修改 build.xml 中 dex target 引用到的 compileclasspath 属性。

5.2 在 Android Studio 下使用 DynamicLoadApk

在使用 DynamicLoadApk 时有个地方要注意，就是插件 Apk 在打包的时候不能把 dl-lib.jar 文件打包进去，不然会报错(java.lang.IllegalAccessError: Class ref in pre-verified class resolved to unexpected implementation)。换句话说，dl-lib.jar 要参与编译，但不参与打包。该框架作者已经给出了 Eclipse 下的解决方案。我这里再说下怎么在 Android Studio 里使用。

    dependencies {
        provided fileTree(dir: 'dl-lib', include: ['*.jar'])
    }

5.3 DynamicLoadApk 待完善的问题

(1) 还未支持广播；
(2) Base Plugin 中的 that 还未去掉，需要覆写 Activity 的相关方法；
(3) 插件和宿主资源 id 可能重复的问题没有解决，需要修改 aapt 中资源 id 的生成规则；
(4) 不支持自定义主题，不支持系统透明主题；
(5) 插件中的 so 处理有异常；
(6) 不支持静态 Receiver；
(7) 不支持 Provider；
(8) 插件不能直接用 this；

5.4 其他插件化方案

除了 DynamicLoadApk 用代理的方式实现外，目前还有两种插件化方案：
(1) 用 Fragment 以及 schema 的方式实现。
(2) 利用字节码库动态生成一个插件类 A 继承自待启动插件 Activity，启动插件 A。这个插件 A 名称固定且已经在 Manifest 中注册。
具体可见：Android 插件化

最后 H5 框架越来越多，也能解决插件化解决的自动升级这部分功能，硬件、网络也在改善，未来何如？

6. 总结

言归正传:

所以一直琢磨着能否将某些模块的APK不用安装，动态加载，通过在网上查找资料和网友的帮助，终于实现了APK的动态加载，个人认为使用Fragmnet更加简单，因为使用Fragment实现不需要考虑Fragment的生命周期。

 文章地址：http://blog.youkuaiyun.com/singwhatiwanna/article/details/22597587

          http://blog.youkuaiyun.com/singwhatiwanna/article/details/23387079
一定要读了这两篇文章之后再来读我这篇，因为我是借鉴了这篇文章的思想的。

首先我们需要明白，实现动态加载就是要解决两个问题：（如果使用Fragments实现，则是一个问题）

1、Activity生命周期的管理。

2、动态加载的apk的资源如何获取。

第一个问题是因为在java中任何一个程序要运行起来，必须通过类加载器将某个类加入内存，当我们通过一个类加载器将Activity加入内存时，其实这个Activity就是一个普通的类，它已经没有生命周期的概念了，在Android系统中，Activity的生命周期是通过ActivityManager来控制的，如果我们通过动态加载的方式加载这个Activity,那么ActivityManager根本就不知道这个Activity的存在，所以我们必须处理好这个Activity的生命周期，至于第二个问题，在Android中，我们获取资源都是通过Context拿到的，而动态加载的APK是没有Context的，所以我们不能和以前一样那样来拿。前面的两篇文章推荐的方法已经能够很好的解决以上两个问题，因此实现了APK的动态加载。
我先来描述一下大牛博客中实现动态加载的思路吧：
创建一个ProxyActivity,通过名字知道，它就是一个代理Activity,我们调用任何一个Activity都是通过调用ProxyActivity实现的，我只需要传入动态加载apk的路径和需要动态加载的类名，比如加载了一个Activity之后，通过反射机制读取到Activity的所有的生命周期函数以及onActivityResult等函数，并保存在一个列表中，在ProxyActivity的onCreate中通过反射调用动态加载的Activity的onCreate,由于ProxyActivity是一个正常的Activity,它的生命周期是正常的，所以在ProxyActivity的生命周期函数中调用动态加载Activity的生命周期函数就ok了，从而实现动态加载的Activity也有生命周期了。同时尽然是代理，那么就代理彻底一点，就干脆把动态加载的Activity中的所有的逻辑都转入到ProxyActivity中。那么这就要求被加载的Activity有一个ProxyActivity的引用，这个可以让所有动态加载的Activity继承一个BaseActivity，这个BaseActivity中有一个setProxy方法，用来设置ProxyActivity。所以不是任何APK，都可以动态加载的，一般只有动态加载自己编写的apk,动态加载别人的apk不太现实。

看了上面的思路，是不是有点借腹生子的感觉，其实就是把动态加载的Activity的逻辑转移到了ProxyActivity

解决资源访问的问题方法就是造ProxyActivity中重载者两个函数
 public abstract AssetManager getAssets();
 public abstract Resources getResources();
 至于为什么能解决资源的问题，我还是推荐几篇文章大家去学习一下吧：
 本人的另外一篇文章：http://blog.youkuaiyun.com/yuanzeyao/article/details/12955459
 讲解Android资源加载机制的一篇文章：http://blog.youkuaiyun.com/singwhatiwanna/article/details/24532419
 
好了，上面就是通过Activity实现的动态加载apk,下面看看我是怎么通过Fragment来实现动态加载的，如果熟悉Fragment的同学们应该知道，Fragment就相当于一个有生命周期的View,它的生命周期被所在的Activity的生命周期管理，即使我们通过类加载器把一个Fragment加入到内存，它和以前我们使用的Fragment没有什么两样，只要我们将这个Fragment加入到ProxyActivity，ProxyActivity就会自动的管理好这个Fragment的生命周期。所以我们就不需要担心Fragment的生命周期，下面就来看看代码实现吧：

1、BaseFragment.java

[java]  view plain copy print ?

1. public class BaseFragment extends Fragment implements IConstant  
2. {  
3.   private static final String TAG = "BaseFragment";  
4.   protected String mDexPath;  
5.   @Override  
6.   public void onCreate(Bundle savedInstanceState)  

所有需要动态加载的Fragment都需要继承这个BaseFragment,每次启动一个Fragment，只需要传递apk的路径即可。
下面是我写的一个MyFragment，用来使用BitmapFun加载网络图片的，这里仅仅是加载并显示图片，没有考虑其他的，如果想深入了解BitmapFun的使用，请看我的另外一篇文章：
http://blog.youkuaiyun.com/yuanzeyao/article/details/38355719

[java]  view plain copy print ?

1. public class MyFragment extends BaseFragment  
2. {  
3.   private static final String TAG = "MyFragment";  
4.     
5.   
6.   private static final String IMAGE_CACHE_DIR = "thumbs";  
7.   private ImageFetcher mImageFetcher;  
8.   
9.   private GridView mGridView;  
10.   private Context context;  
11.   private Button btn;  
12.     
13.   @Override  
14.   public void onCreate(Bundle savedInstanceState)  
15.   {  
16.     super.onCreate(savedInstanceState);  
17.     ImageCacheParams cacheParams = new ImageCacheParams(getActivity(), IMAGE_CACHE_DIR);  
18.   
19.     cacheParams.setMemCacheSizePercent(0.25f); // Set memory cache to 25% of app memory  
20.   
21.     // The ImageFetcher takes care of loading images into our ImageView children asynchronously  
22.     mImageFetcher = new ImageFetcher(getActivity(), 200);  
23.     mImageFetcher.setLoadingImage(R.drawable.empty_photo);  
24.     mImageFetcher.addImageCache(getActivity().getSupportFragmentManager(), cacheParams);  
25.   }  
26.     

动态加载的apk不能和宿主应用包含相同的jar包，不然会报错