滴滴插件化项目VirtualAPK开源

在Android插件化技术日新月异的今天，开发并落地一款插件化框架到底是简单还是困难，这个问题不同人会有不同的答案。但是我相信，完成一个插件化框架的demo并不是多难的事，但是要开发一款完善的插件化框架却不是一件容易的事，尤其在国内，各大Rom厂商都对Android系统做了一定程度的定制，这进一步加剧了Android本身的碎片化问题。

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我们在2016年开始研究这方面的技术，经过半年的开发、测试、适配和线上验证，目前推出了一款比较完善的插件化框架：VirtualAPK。

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之所以现在推出来，是因为VirtualAPK在我们内部已经得到了很好的验证，我们在迭代过程中不断地做机型适配和细节特性的支持，目前已经达到一个非常稳定的状况，足以支撑滴滴部分乃至全部业务的动态发版需求。目前VirtualAPK应用于滴滴乘客端和优步中国APP中，大家可以去体验。

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为了更好地体现出VirtualAPK的价值，我们决定将其开源，请猛击https://github.com/didi/VirtualAPK 。

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VirtualAPK也是滴滴公司的首个对外开源项目，欢迎大家star、发送pull request，也欢迎大家来使用VirtualAPK，我们会给予一定的技术支持。

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VirtualAPK能为我们带来什么？

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在传统的APP发布过程中，总是存在着固定的发版节奏，比如两周或者一个月更新一次，这固然没有问题。但考虑一种情况，如果一个版本刚发布出去，却发现存在大量crash，这个时候我们会怎么办？大多数公司都会选择立刻发一个紧急版本，然后一批人需要手忙脚乱甚至加班来准备这个版本，所以紧急版本还是越少越好。

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其实不仅仅是因为致命crash而紧急发版，比如一个早期创业公司，需要通过迅速的“试错”来尝试找准市场的方向，这个时候就需要更加紧凑的发版方式，有些时候甚至想一天发一次版。在正常的发版流程中，这显然是不现实的。但是如果这家创业公司必须要随时可以发版，否则就可能被竞争对手抢占先机，这个时候该怎么办呢？

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上述的这两个问题，通过VirtualAPK，将不再是问题。通过VirtualAPK将业务模块插件化，然后就可以随时通过更新插件的方式来发布新功能，不管是修复致命crash还是进行业务“试错”，都是一种很爽快的体验。

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VirtualAPK的特性

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VirtualAPK是滴滴出行自研的一款优秀的插件化框架，主要有如下几个特性。

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功能完备

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• 支持几乎所有的Android特性；\\t
• 四大组件方面\

四大组件均不需要在宿主manifest中预注册，每个组件都有完整的生命周期。

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1. Activity：支持显示和隐式调用，支持Activity的theme和LaunchMode，支持透明主题；\\t
2. Service：支持显示和隐式调用，支持Service的start、stop、bind和unbind，并支持跨进程bind插件中的Service；\\t
3. Receiver：支持静态注册和动态注册的Receiver；\\t
4. ContentProvider：支持provider的所有操作，包括CRUD和call方法等，支持跨进程访问插件中的Provider。\\t
5. 自定义View：支持自定义View，支持自定义属性和style，支持动画；\\t
6. PendingIntent：支持PendingIntent以及和其相关的Alarm、Notification和AppWidget；\\t
7. 支持插件Application以及插件manifest中的meta-data；\\t
8. 支持插件中的so。\

优秀的兼容性

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• 兼容市面上几乎所有的Android手机，这一点已经在滴滴出行客户端中得到验证；\\t
• 资源方面适配小米、Vivo、Nubia等，对未知机型采用自适应适配方案；\\t
• 极少的Binder Hook，目前仅仅hook了两个Binder：AMS和IContentProvider，hook过程做了充分的兼容性适配；\\t
• 插件运行逻辑和宿主隔离，确保框架的任何问题都不会影响宿主的正常运行。\

入侵性极低

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• 插件开发等同于原生开发，四大组件无需继承特定的基类；\\t
• 精简的插件包，插件可以依赖宿主中的代码和资源，也可以不依赖；\\t
• 插件的构建过程简单，通过Gradle插件来完成插件的构建，整个过程对开发者透明。\

VirtualAPK和主流开源框架的对比

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如下是VirtualAPK和主流的插件化框架之间的对比。

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为什么选择VirtualAPK？

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已经有那么多优秀的开源的插件化框架，滴滴为什么要重新造一个轮子呢？

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1. 大部分开源框架所支持的功能还不够全面 除了DroidPlugin，大部分都只支持Activity。

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2. 兼容性问题严重，大部分开源方案不够健壮 由于国内Rom尝试深度定制Android系统，这导致插件框架的兼容性问题特别多，而目前已有的开源方案中，除了DroidPlugin，其他方案对兼容性问题的适配程度是不足的。

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3. 已有的开源方案不适合滴滴的业务场景 虽然说DroidPlugin从功能的完整性和兼容性上来看，是一款非常完善的插件框架，然而它的使用场景和滴滴的业务不符。

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DroidPlugin侧重于加载第三方独立插件，比如微信，并且插件不能访问宿主的代码和资源。而在滴滴打车中，其他业务模块均需要宿主提供的订单、定位、账号等数据，因此插件不可能和宿主没有交互。

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其实在大部分产品中，一个业务模块实际上并不能轻而易举地独立出来，它们往往都会和宿主有交互，在这种情况下，DroidPlugin就有点力不从心了。

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基于上述几点，我们只能重新造一个轮子，它不但功能全面、兼容性好，还必须能够适用于有耦合的业务插件，这就是VirtualAPK存在的意义。

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在加载耦合插件方面，VirtualAPK是开源方案的首选，推荐大家使用。

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通俗易懂地说

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1. 如果你是要加载微信、支付宝等第三方APP，那么推荐选择DroidPlugin；\\t
2. 如果你是要加载一个内部业务模块，并且这个业务模块很难从主工程中解耦，那么VirtualAPK是最好的选择。\

抽象地说

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1. 如果你要加载一个插件，并且这个插件无需和宿主有任何耦合，也无需和宿主进行通信，并且你也不想对这个插件重新打包，那么推荐选择DroidPlugin；\\t
2. 除此之外，在同类的开源中，推荐大家选择VirtualAPK。\

VirtualAPK的工作过程

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VirtualAPK对插件没有额外的约束，原生的apk即可作为插件。插件工程编译生成apk后，即可通过宿主App加载，每个插件apk被加载后，都会在宿主中创建一个单独的LoadedPlugin对象。如下图所示，通过这些LoadedPlugin对象，VirtualAPK就可以管理插件并赋予插件新的意义，使其可以像手机中安装过的App一样运行。 

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如何使用

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第一步： 初始化插件引擎

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\@Override\\protected void attachBaseContext(Context base) {\\    super.attachBaseContext(base);\\    PluginManager.getInstance(base).init();\\}

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第二步：加载插件

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\public class PluginManager {\\    public void loadPlugin(File apk);\\}

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当插件入口被调用后，插件的后续逻辑均不需要宿主干预，均走原生的Android流程。 比如，在插件内部，如下代码将正确执行：

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\@Override\\protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {\\    super.onCreate(savedInstanceState);\\    setContentView(R.layout.activity_book_manager);\\    LinearLayout holder = (LinearLayout)findViewById(R.id.holder);\\    TextView imei = (TextView)findViewById(R.id.imei);\\    imei.setText(IDUtil.getUUID(this));\\     \\    // bind service in plugin\\    Intent service = new Intent(this, BookManagerService.class);\\    bindService(service, mConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);\\    \\    // start activity in plugin\\    Intent intent = new Intent(this, TCPClientActivity.class);\\    startActivity(intent);\\}

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探究原理

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基本原理

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• 合并宿主和插件的ClassLoader 需要注意的是，插件中的类不可以和宿主重复\\t
• 合并插件和宿主的资源 重设插件资源的packageId，将插件资源和宿主资源合并\\t
• 去除插件包对宿主的引用 构建时通过Gradle插件去除插件对宿主的代码以及资源的引用\

四大组件的实现原理

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• Activity 采用宿主manifest中占坑的方式来绕过系统校验，然后再加载真正的activity；\\t
• Service 动态代理AMS，拦截service相关的请求，将其中转给Service Runtime去处理，Service Runtime会接管系统的所有操作；\\t
• Receiver 将插件中静态注册的receiver重新注册一遍；\\t
• ContentProvider 动态代理IContentProvider，拦截provider相关的请求，将其中转给Provider Runtime去处理，Provider Runtime会接管系统的所有操作。\

如下是VirtualAPK的整体架构图，更详细的内容请大家阅读源码和wiki。

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