Replugin插件化框架核心原理

插件化技术随着360公司2016年DroidPlugin、2017年RePlugin的相继公布和开源，达到了顶峰。随后这几年进入了普及和落地期，到今天已不再新鲜和热门。但对于以插件化框架为基础架构进行业务开发的同学而言，熟悉其原理和具体实现，不仅是工作本身需要，也能增进Android内功的修炼。

相信了解过Replugin的同学都知道，Replugin的最大特点是坑位和唯一Hook点。

那么问题来了，什么是坑位，唯一Hook点又Hook的是什么？为什么凭借着这两招Replugin就能够做到Android原生代码的动态加载？

带着这些疑问，让我们先来梳理下系统原生Avtivity的跳转全流程，以android8.0的代码为例，大体流程如下：

从图中可以看到在应用内ActivityA启动AcitivtyB的话，有如下关键内容：

1. 不管是Activity内的方法还是Context内的方法，最终都是通过Instrumentation这个APP内全局唯一的类来进行的。
2. ActivityThread是APP中UI线程的具象，它与AMS相互持有彼此的远端代理类，搭建了基于Binder的双向通信桥梁。
3. Intent中通过ComponentInfo携带了目标ActivityB的全路径描述符、APP包名等信息，AMS在执行startActivity时首先会征询PMS，利用Intent信息换回一个ActivityInfo；如果AcitivtyB没有在Manifest中注册，那么PMS就会查询失败返回一个空ActivityInfo对象，PMS一看是null则会直接返回错误，于是在Instrumentation的execStartActivity方法中就会抛出Activity未注册的异常。
4. 如果上述第3步顺利通过，则AMS会通知APP端paused掉当前的ActivityA；AMS在收到APP端发来的ActivityA正常paused的消息后，则会开始准备启动ActivityB。
5. AMS端会创建一个ActivityRecord实例来记录这个新Activity，ActivityThread会创建一个ActivityClientRecord来与之对应。ActivityB实例的创建最终是通过Instrumentation中的方法完成的。

从这个过程中可以知道：

1. Activity没有在Manifest中注册的话，是无法被正常启动的；必须要注册。
2. ActivityB实例的创建是APP端ActivityThread的handleLaunchActivity方法负责的。

接下来，我们再看一下APP的启动过程，了解一下应用外Acitivity的跳转全流程：

与应用内跳转不同的是，这里需要先确保目标APP的进程已经被创建，在目标进程被创建之后，则同样会通过目标APP的ActivityThread的handleLaunchActivity方法去创建目标ActivityB的实例。

综上两张图，我们发现了两个非常重要的方法：
handleBindApplication、handleLaunchActivity

接下来看一下各自的实现，首先是handleBindApplication，它负责APP的Application实例的创建。

从图中可以看到该方法先后创建了APP的packageInfo、Instrumentation、ClassLoader、Context、以及最终的Application对象。并且在最后阶段调用了Application对象的attach方法，即attachBaseContext方法，这个方法是一个APP中开发者能够接触到的最早的一个系统回调方法。

再来看一下handleLaunchActivity方法的实现：

这个方法相比之下平淡不少，最主要逻辑就是使用上文中系统为APP创建的ClassLoader去实例化一个目标ActivityB的对象，然后赋值给ActivityThread中的ActivityClientRecord对象。

下面从数据的角度来看一下Activity、ActivityThread、AMS之间的关系：

最深的印象是AMS并没有直接持有目标Activity对象，它是通过一个跨进程的token对象来与APP进行数据对照的。从AMS端来看，它管理的页面对象是ActivityRecord。

讲到这里，真是由衷赞叹Replugin框架的牛逼和精妙。对于这些散点的知识和流程，它是怎么想出来坑位和Hook APP的ClassLoader了呢？有机会一定讨教下心法。

回答一下刚才抛出的问题：

1. 什么是坑位？
   坑位就是只存在于Manifest文件中的四大组件的类文件描述符，工程中并没有相应的实体类对应。坑位的存在纯粹就是为了骗过PMS，让PMS能够“查有此人”。

2. 唯一Hook点Hook的是什么？
   唯一Hook点Hook的是系统为APP创建的ClassLoader，它是PathClassLoader类型的。因为一个APP，它的所有类都会经由自身的ClassLoader加载，Hook了它就可以接管所有类的创建。

下面这张图给出了Replugin是如何Hook APP的classLoader的：

Replugin在APP的Application的方法attachBaseContext中，通过Java反射的方式，找到packageInfo对象中的classLoader成员变量，然后替换为Replugin自行创建的一个PathClassLoader实例。
为什么替换了这里的成员变量，就可以做到Hook APP整个的ClassLoader了呢？因为APP中其他地方对ClassLoader的引用都是出自此处。

最后，看一下Replugin框架中插件Activity的跳转全流程：
这里要说明一点的是，Replugin为了尽量少地Hook系统API，插件框架是没有对Activity、Context甚至Instrumentation中的startActivity方法进行Hook的，为了能走坑位的逻辑，业务方需要调用框架中Replugin的startActivity方法。

以上就是Replugin中最精华的内容，后续文章中将深入介绍框架内部的具体实现，包括内置插件、插件升级等知识点。敬请期待。