tinker热修复原理学习

热修复这一功能对很多公司的开发者来说都会有集成，因为测试不是万能的，万一线上遇到一点小bug，就会导致流量流失或者其他造成公司损失的问题，我自己项目中也集成了非常有名的Tinker热修复，具体怎么集成这里就不记录了，主要看官方文档

这里主要记录一下Tinker热修复的源流。

先做个热修复原理的总结，然后再手写实现热修复

1. APK从专业的角度来讲是一些Dex文件的集合，Classloader是专门管理Dex文件的类，在Classloader里面有个findClass方法，在activity或者其他类在加载的时候，会调用这个方法，去Dex文件里面找这个类，如果找到就把这个类放到容器DexElemengs[]里面里面装的是APK里面所有的类。
   

2. dex文件就是所有类的.dex的集合，里面装载了所有类的dex，热修复的思路就是获取到apk的私有路径，再去遍历所有目录，寻找出classes.dex文件，包括当前应用的dex集合也包括我们写入（已修复的）的dex集合。然后再把两个dex集合的数组拿出来，再合并，合并后的数组给到dexElements，由于我们把修复的dex放在数组的前面，未修复的在后面，所以类加载器在加载的时候会选择加载修复后的dex
   

3. 热修复的原理就是Hook了ClassLoader .pathLish .dexElements[]因为ClassLoader的FindClass是通过遍历DexElements[]中的Dex来寻找类的，比如MainActivity出现bug，只需要找到其对应的Dex文件，然后替换即可。类加载器有个特点就是  如果先找到要找的类dex，就不会再去找了，因此如果一个dex文件里面两个main.dex，只会加载第一个，第二个不会再去处理，因此补丁修复的原理就是把补丁的dex放到前面，原来有bug没修复的dex放到后面

接下来是代码实现，主要是ClassLoader及其子类api的调用

package com.dhd.hotrepair;

import android.content.Context;

import java.io.File;
import java.lang.reflect.Array;
import java.lang.reflect.Field;
import java.util.HashSet;

import dalvik.system.DexClassLoader;
import dalvik.system.PathClassLoader;

public class BugFixManager {

    private static HashSet loadedDex = new HashSet<>();

    static {
        loadedDex.clear();
    }

    public static void loadDex(Context context) {
        if (context == null) {
            return;
        }
        //获取当前上下文的私有路径  也就是Dex的文件目录
        File fileDir = context.getDir("odex", Context.MODE_PRIVATE);
        //通过私有路径获取到路径目录中所有文件的数据
        File[] files = fileDir.listFiles();
        //遍历
        for (File file : files) {
            //判断文件对象的集合是不是符合我们的条件
            if (file.getName().startsWith("classes") || file.getName().endsWith(".dex")) {
                loadedDex.add(file);
            }
        }
        //创建一个目录，用来装载解压的文件
        String optmizeDir = fileDir.getAbsolutePath() + File.separator + "opt_dex";
        File fopt = new File(optmizeDir);
        if (!fopt.exists()) {
            fopt.mkdir();
        }
        //循环所有找到的Dex文件集合
        for (File dex : loadedDex) {
            //获取到系统的类加载器
            DexClassLoader dexClassLoader = new DexClassLoader(dex.getAbsolutePath(), fopt.getAbsolutePath(), null, context.getClassLoader());
            //实例一个类加载器对象
            PathClassLoader pathClassLoader = (PathClassLoader) context.getClassLoader();
            //***********************通过反射获取系统的类加载器************************
            try {
                //获取到DexClassLoader类加载器的父类
                Class baseDexClazzloader = Class.forName("dalvik.system.BaseDexClassLoader");
                //从父类中获取到pathList的成员变量
                Field pathListField = baseDexClazzloader.getDeclaredField("pathList");
                pathListField.setAccessible(true);
                //获取成员变量对象的值，比如Main里面的有个私有变量a的值
                Object pathListObject = pathListField.get(pathClassLoader);
                Class systemPathListClass = pathListObject.getClass();
                //通过类对象获取里面的dexElements的成员变量
                Field dexElementsField = systemPathListClass.getDeclaredField("dexElements");
                dexElementsField.setAccessible(true);
                //获取到dexElements成员变量的值
                Object systemElements = dexElementsField.get(pathListObject);

                //*******************************创建自己的类加载器******************************
                Class myDexClazzLoader = Class.forName("dalvik.system.BaseDexClassLoader");
                Field myPathListField = baseDexClazzloader.getDeclaredField("pathList");
                myPathListField.setAccessible(true);
                Object myPathListObj = myPathListField.get(dexClassLoader);
                Field mydexElementsField = myPathListObj.getClass().getDeclaredField("dexElements");
                mydexElementsField.setAccessible(true);
                Object myElements = mydexElementsField.get(myPathListObj);
                //*******************************进行dex文件融合******************************
                //获取到systemElements的类对象
                Class componentType = systemElements.getClass().getComponentType();
                //得到系统(未修复的)的dexElements的长度
                int systemLength = Array.getLength(systemElements);
                int mylength = Array.getLength(systemElements);
                //创建一个新的长度
                int newSystemLength = systemLength + mylength;
                //生成一个新的数组
                Object newElementsArray = Array.newInstance(componentType, newSystemLength);
                for (int x = 0; x < newSystemLength; x++) {
                    if (x < mylength) {
                        //将自己定义的数组（补丁dex数组)放到前面
                        Array.set(newElementsArray, x, Array.get(myElements, x));
                    } else {
                        //系统未修复bug的dex放到后面
                        Array.set(newElementsArray, x, Array.get(systemElements, x - mylength));
                    }
                }
                //将系统的数组和我们定义的数组融合之后，再放入系统的数组中
                Field dexElements = pathListObject.getClass().getDeclaredField("dexElements");
                dexElements.setAccessible(true);
                dexElements.set(pathListObject, newElementsArray);


            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }


    }
}

然后修复类已经写好了，怎么调用呢，比如MainActivity里面有bug，可以如下方式调用

public class MainActivity extends AppCompatActivity {
    private TextView mResult;

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        mResult = findViewById(R.id.tv);

    }

    public void calculate(View view) {
        mResult.setText(BugTest.getResult(3, 0)+"");
    }

    //吧补丁的dex文件全部写入当前应用的私有路径下面,然后去私有路径下面拿到所有dex文件，然后再遍历，再融合
    public void repair(View view) {
        //获取apk的私有存储路径
        File filesDir = this.getDir("odex", Context.MODE_PRIVATE);
        //获取到没有bug的dex文件的名字
        String name = "out.dex";
        //创建一个修复好的dex文件存储路径
        String filePth = new File(filesDir, name).getAbsolutePath();
        //根据这个路径去创建一个新的file对象
        File file = new File(filePth);
        if (!file.exists()) {
            file.delete();
        }
        InputStream is = null;
        FileOutputStream os = null;
        try {
            is = new FileInputStream(new File(Environment.getExternalStorageDirectory(), name));
            os = new FileOutputStream(filePth);
            int len = 0;
            byte[] buffer = new byte[1024];
            while ((len = is.read(buffer)) != -1) {
                os.write(buffer, 0, len);
            }
            File f = new File(filePth);
            if (f.exists()) {
                Toast.makeText(this, "修复成功", Toast.LENGTH_SHORT).show();
            }
            BugFixManager.loadDex(this);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                is.close();
                os.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
}

其中代码里面提到的out.dex文件是我们已经修复后打包的dex文件，通过AS的DeviceFileExplorer将这个out.dex上传到模拟器或者手机的sdcard路径下面，再找到这个路径，就可以实现dex的替换。

 

那Tinker中是如何替换有bug的dex文件的呢？

用过Tinker的都知道，Tinker有个后台管理，每次发布热补丁都要将patch_signed_7zip.apk上传到服务器，其实这个操作就是Tinker将我们上传的补丁包push到了手机的sdcard目录下面；推送完毕就是上面代码中的流程了

详细的Tinker内部源码解析参阅