插件化开发小结

引言

先简单介绍一下Android插件化。很早之前已经有公司在研究这项技术，淘宝做得比较早，但淘宝的这项技术一直是保密的。直到2015年才陆续出现很多框架，Android插件化分成很多技术流派，实现的方式都不太一样。

发展历史

首先，要记住2012年这个时间点。2012年的时候，就有人做插件化技术，是大众点评的屠毅敏，他推出了AndroidDynamicLoader框架，用Fragment来实现。大众点评是国内做App比较早的公司，他们积累了很多的经验，尤其是插件化技术。通过动态加载不同的Fragement，把想换的页面都换掉。我们也是在这个项目中第一次看到了如何通过addAssetPath来读取插件中的资源。

2013年，出现了23Code。23Code提供了一个壳，在这个壳里可以动态下载插件，然后动态运行。可以在壳外编写各种各样的控件，放在这个框架下去运行。这就是Android插件化技术。这个项目的作者和开源地址，目前不是很清楚。

2014年初，大家也许看过一个视频，阿里一位员工做了一次技术分享，专门讲淘宝的Altas技术，以及这项技术的大方向。但是很多技术细节没有分享。

然后是任玉刚的里程碑式的项目。2014年底，玉刚发布了一个Android插件化项目，起名为dynamic-load-apk，这跟后续介绍的很多插件化项目都不太一样。它没有Hook太多的系统底层方法，而是从上层，即App应用层解决问题，创建一个继承自Activity的ProxyActivity类，然后让插件中的所有Activity都继承自ProxyActivity，并重写Activity所有的方法。之所以说这个项目是里程碑式的，是因为在2015年之前业界没有太多资料可以参考。

2015年4月，一个新框架推出来，叫OpenAltas，后来改名为ACDD。这个框架参考了淘宝App的很多经验，主要就是Hook的思想，同时，还首次提出来通过扩展AAPT来解决插件与宿主的资源id冲突的问题。

2015年8月，张勇发布DroidPlugin。这是Android插件化中第二个里程碑式的项目，这个项目太牛了，能把任意的App都加载到宿主里。可以基于这个框架写一个宿主App，然后就可以把别人写的App都当作插件来加载。这个框架的功能的确很强大，但强大的代价就是要改写很多Android系统的底层代码，更别提这哥们还比较懒，没有制订任何说明文档，导致技术人员掌握这个框架不太容易。

再之后就是百花齐放的时代了，GitHub上有很多插件化框架，但这些框架影响都不大，我们这里就略过了。

接下来登场的是热修复技术。2015年5月，iOS推出了JSPatch，JSPatch通过Runtime的机制，能迅速修复线上App任何一个类的任何一个方法。而当时的Android系统没有能迅速替换的方式。于是，在2015年9月，有人找到了实现迅速替换的途径，就是Andfix，后面会讲它的原理。

2015年10月，大众点评的贾吉鑫做了一个项目，起名为Nuwa（女娲），主要思路跟Andfix差不多，都是解决Android的修复问题，能修复线上的任何一个方法。可惜后来没有继续维护。

2015年底，仍然是Android插件化框架，福建的林广亮提出了一个新机制——Small框架，这个机制不太一样的地方就是，通过脚本的方式来解决资源冲突的问题。

2015 年 8 月，DroidPlugin 是 360 手机助手实现的一种插件化框架，它可以直接运行第三方的独立 APK 文件，完全不需要对 APK 进行修改或安装。一种新的插件机制，一种免安装的运行机制，是一个沙箱（但是不完全的沙箱。就是对于使用者来说，并不知道他会把 apk 怎么样），是模块化的基础。

2017年 6 月，VirtualAPK 是滴滴开源的一套插件化框架，支持几乎所有的 Android 特性，四大组件方面。

2017 年 7 月，RePlugin是一套完整的、稳定的、适合全面使用的，占坑类插件化方案，由360手机卫士的RePlugin Team研发，也是业内首个提出”全面插件化“（全面特性、全面兼容、全面使用）的方案。

基础

介绍完Android插件化的历史，接下来讲一讲Android插件化需要的Android系统底层知识。在座的基本都是做Android开发出身，或许有一半到三分之一是资深的，还有的只做了一两年，希望对插件化有更深的认识。要想完全明白插件化技术，首先需要了解Android系统的底层实现。

首先，做Android系统原代码的人应该非常熟悉Binder，如果没有它真的寸步难行。Binder涉及两层技术。你可以认为它是一个中介者模式，在客户端和服务器端之间，Binder就起到中介的作用，这是我这段时间对Binder的思考。要实现四大组件的插件化，就需要在Binder上做修改。Binder服务端的内容没办法修改，只能改客户端的代码。四大组件每个组件的客户端都不太一样，这个需要大家自己去发现，时间关系，这里就不多说了。

学习Binder的最好方式就是AIDL。你可以读到很多关于AIDL的资料，通过制订一个aidl文件自动生成一个Java类，研究一下这个Java类的每个方法和变量，然后再反过来看四大组件，其实都是跟AIDL差不多的方式。

其次，是App打包的流程。代码写完了，执行一次打包操作，中途经历了资源打包、dex生成、签名等过程。其中最重要的就是资源的打包，即AAPT这一步，如果宿主和插件的资源id冲突，一种解决办法就是在这里做修改。

第三，App在手机上的安装流程也很重要。熟悉安装流程不仅对插件化有帮助，在遇到安装bug的时候也非常重要。手机安装App的时候，经常会有下载异常，提示资源包不能解析，这时需要知道安装App的这段代码在什么地方，这只是第一步。第二步需要知道，App下载到本地后，具体要做哪些事情。手机有些目录不能访问，App下载到本地之后，放到哪个目录下，然后会生成哪些文件。插件化有个增量更新的概念，如何下载一个增量包，从本地具体哪个位置取出一个包，这个包的具体命名规则是什么，等等。这些细节都必须要清楚明白。

第四，是App的启动流程。Activity启动有几种方式？一种是写一个startActivity，第二种是点击手机App，通过手机系统里的Launcher机制，启动App里默认的Activity。通常，App开发人员喜闻乐见的方式是第二种。那么第一种方式的启动原理是什么呢？另外，启动的时候，main函数在哪里？这个main函数的位置很重要，我们可以对它所在的类做修改，从而实现插件化。

第五点更重要，做Android插件化需要控制两个地方。首先是插件Dex的加载，如何把插件Dex中的类加载到内存？另外是资源加载的问题。插件可能是apk也可能是so格式，不管哪一种，都不会生成R.id，从而没办法使用。这个问题有好几种解决方案。一种是是重写Context的getAsset、getResource之类的方法，偷换概念，让插件读取插件里的资源，但缺点就是宿主和插件的资源id会冲突，需要重写AAPT。另一种是重写AMS中保存的插件列表，从而让宿主和插件分别去加载各自的资源而不会冲突。第三种方法，就是打包后，执行一个脚本，修改生成包中资源id。

第六点，在实施插件化后，如何解决不同插件的开发人员的工作区问题。比如，插件1和插件2，需要分别下载哪些代码，如何独立运行？就像机票和火车票，如何只运行自己的插件，而不运行别人的插件？这是协同工作的问题。火车票和机票，这两个Android团队的各自工作区是不一样的，这时候就要用到Gradle脚本了，每个项目分别有各自的仓库，有各自不同的打包脚本，只需要把自己的插件跟宿主项目一起打包运行起来，而不用引入其他插件，还有更厉害的是，也可以把自己的插件当作一个App来打包并运行。

上面介绍了插件化的入门知识，一共六点，每一点都需要花大量时间去理解。否则，在面对插件化项目的时候，很多地方你会一头雾水。而只要理解了这六点核心，一切可迎刃而解。

类库

1.DroidPlugin
是360手机助手在Android系统上实现了一种新的插件机制
2.Android-Plugin-Framework
此项目是Android插件开发框架完整源码及示例。用来通过动态加载的方式在宿主程序中运行插件APK。
3.Small
世界那么大，组件那么小。Small，做最轻巧的跨平台插件化框架。里面有很详细的文档
4.dynamic-load-apk
Android 使用动态加载框架DL进行插件化开发
5.AndroidDynamicLoader
Android 动态加载框架，他不是用代理 Activity 的方式实现而是用 Fragment 以及 Schema 的方式实现
6.DynamicAPK
实现Android App多apk插件化和动态加载，支持资源分包和热修复.携程App的插件化和动态加载框架.
7.ACDD
非代理Android动态部署框架
8.android-pluginmgr
不需要插件规范的apk动态加载框架。
9. VirtualAPK
VirtualAPK是滴滴出行自研的一款优秀的插件化框架。
10.android-pluginmgr
不需要插件规范的apk动态加载框架。
11.RePlugin
RePlugin是一套完整的、稳定的、适合全面使用的，占坑类插件化方案，由360手机卫士的RePlugin Team研发，也是业内首个提出”全面插件化“（全面特性、全面兼容、全面使用）的方案。

主流框架

在 Android 中实现插件化框架，需要解决的问题主要如下：

资源和代码的加载
Android 生命周期的管理和组件的注册
宿主 APK 和插件 APK 资源引用的冲突解决
下面分析几个目前主流的开源框架，看看每个框架具体实现思路和优缺点。

DL 动态加载框架 ( 2014 年底)

GItHub:https://github.com/singwhatiwanna/dynamic-load-apk

DL支持的功能

1、plugin无需安装即可由宿主调起。

2、支持用R访问plugin资源

3、plugin支持Activity和FragmentActivity（未来还将支持其他组件）

4、基本无反射调用

5、插件安装后仍可独立运行从而便于调试

6、支持3种plugin对host的调用模式：
（1）无调用（但仍然可以用反射调用）。
（2）部分调用，host可公开部分接口供plugin调用。这前两种模式适用于plugin开发者无法获得host代码的情况。
（3）完全调用，plugin可以完全调用host内容。这种模式适用于plugin开发者能获得host代码的情况。

7、只需引入DL的一个jar包即可高效开发插件，DL的工作过程对开发者完全透明

8、支持android2.x版本

DL框架原理

动态加载主要有两个需要解决的复杂问题：资源的访问和activity生命周期的管理，除此之外，还有很多坑爹的小问题，而DL框架很好地解决了这些问题。需要说明的一点是，我们不可能调起任何一个未安装的apk，这在技术上是很难实现的，我们调起的apk必须受某种规范的约束，只有在这种约束下开发的apk，我们才能将其调起。

DroidPlugin ( 2015 年 8 月)

Github:https://github.com/DroidPluginTeam/DroidPlugin

DroidPlugin 是 360 手机助手实现的一种插件化框架，它可以直接运行第三方的独立 APK 文件，完全不需要对 APK 进行修改或安装。一种新的插件机制，一种免安装的运行机制，是一个沙箱（但是不完全的沙箱。就是对于使用者来说，并不知道他会把 apk 怎么样），是模块化的基础。

DroidPlugin 插件机制 :它可以在无需安装、修改的情况下运行APK文件,此机制对改进大型APP的架构，实现多团队协作开发具有一定的好处。

项目新地址:DroidPlugin

定义：

HOST程序：插件的宿主。

插件：免安装运行的APK

限制和缺陷:

无法在插件中发送具有自定义资源的Notification，例如：
a. 带自定义RemoteLayout的Notification
b. 图标通过R.drawable.XXX指定的通知（插件系统会自动将其转化为Bitmap）
无法在插件中注册一些具有特殊Intent Filter的Service、Activity、BroadcastReceiver、ContentProvider等组件以供Android系统、已经安装的其他APP调用。
缺乏对Native层的Hook，对某些带native代码的apk支持不好，可能无法运行。比如一部分游戏无法当作插件运行。

特点：

支持Androd 2.3以上系统
插件APK完全不需做任何修改，可以独立安装运行、也可以做插件运行。要以插件模式运行某个APK，你无需重新编译、无需知道其源码。
插件的四大组件完全不需要在Host程序中注册，支持Service、Activity、BroadcastReceiver、ContentProvider四大组件
插件之间、Host程序与插件之间会互相认为对方已经"安装"在系统上了。
API低侵入性：极少的API。HOST程序只是需要一行代码即可集成Droid Plugin
超强隔离：插件之间、插件与Host之间完全的代码级别的隔离：不能互相调用对方的代码。通讯只能使用Android系统级别的通讯方法。
支持所有系统API
资源完全隔离：插件之间、与Host之间实现了资源完全隔离，不会出现资源窜用的情况。
实现了进程管理，插件的空进程会被及时回收，占用内存低。
插件的静态广播会被当作动态处理，如果插件没有运行（即没有插件进程运行），其静态广播也永远不会被触发。

Small ( 2015 年底)

Github:https://github.com/wequick/Small
官网：http://code.wequick.net/Small
Small 是一种实现轻巧的跨平台插件化框架，基于“轻量、透明、极小化、跨平台”的理念

优点如下：

1.所有插件支持内置宿主包中。
2.插件的编码和资源文件的使用与普通开发应用没有差别。
3.通过设定 URI ，宿主以及 Native 应用插件，Web 插件，在线网页等能够方便进行通信。
4.支持 Android 、 iOS 、和 Html5 ，三者可以通过同一套 Javascript 接口实现通信。

缺点如下：

暂不支持 Service 的动态注册，不过这个可以通过将 Service 预先注册在宿主的 AndroidManifest.xml 文件中进行规避，因为 Service 的更新频率通常非常低。

VirtualAPK (2017年 6 月 )

VirtualAPK 是滴滴开源的一套插件化框架，支持几乎所有的 Android 特性，四大组件方面。

原理：

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。

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
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
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

特性如下：

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。

1.Activity：支持显示和隐式调用，支持Activity的theme和LaunchMode，支持透明主题；
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；
3.Receiver：支持静态注册和动态注册的Receiver；
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。
5.自定义View：支持自定义 View，支持自定义属性和style，支持动画；
6.PendingIntent：支持PendingIntent以及和其相关的Alarm、Notification和AppWidget；
7.支持插件Application以及插件manifest中的meta-data；
8.支持插件中的so。

优秀的兼容性

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。
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。
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。
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。

RePlugin (2017 年 7 月)

GitHub:https://github.com/Qihoo360/RePlugin
RePlugin是一套完整的、稳定的、适合全面使用的，占坑类插件化方案，由360手机卫士的RePlugin Team研发，也是业内首个提出”全面插件化“（全面特性、全面兼容、全面使用）的方案。

其主要优势有：

极其灵活：主程序无需升级（无需在Manifest中预埋组件），即可支持新增的四大组件，甚至全新的插件
非常稳定：Hook点仅有一处（ClassLoader），无任何Binder Hook！如此可做到其崩溃率仅为“万分之一”，并完美兼容市面上近乎所有的Android ROM
特性丰富：支持近乎所有在“单品”开发时的特性。包括静态Receiver、Task-Affinity坑位、自定义Theme、进程坑位、AppCompat、DataBinding等
易于集成：无论插件还是主程序，只需“数行”就能完成接入
管理成熟：拥有成熟稳定的“插件管理方案”，支持插件安装、升级、卸载、版本管理，甚至包括进程通讯、协议版本、安全校验等
数亿支撑：有360手机卫士庞大的数亿用户做支撑，三年多的残酷验证，确保App用到的方案是最稳定、最适合使用的

截止2017年6月底，RePlugin的：

特性	描述
插件数	103（核心57个）
插件占应用比	高达83%
年发版次数	高达596次（工作日均2次）
崩溃率	万分之一（0.01%），极低
时间	2014年应用，3年验证

目前360公司几乎所有的亿级用户量的APP，以及多款主流第三方APP，都采用了RePlugin方案。

有关RePlugin的详细介绍，请点击这里阅读《RePlugin 官方 WiKi》。

特性

特性	描述
组件	四大组件（含静态Receiver）
升级无需改主程序Manifest	完美支持
Android特性	支持近乎所有（包括SO库等）
TaskAffinity & 多进程	支持（坑位方案）**
插件类型	支持自带插件（自识别）、外置插件**
插件间耦合	支持Binder、Class Loader、资源等
进程间通讯	支持同步、异步、Binder、广播等
自定义Theme & AppComat	支持
DataBinding	支持
安全校验	支持
资源方案	独立资源 + Context传递（相对稳定）
Android 版本	API Level 9+ （2.3及以上）

参考文章

APK动态加载框架（DL）解析
Android插件化从入门到放弃-最强合集
包建强的无线技术空间，写给Android App 开发人员看的 Android 底层知识置顶8篇
有关Android插件化思考
Android插件化原理解析
Android插件化：从入门到放弃
Android博客周刊专题之-插件化开发