Android Studio - Instant Run

在Instant Run刚出来的时候，反编译源码写过一篇Instant Run原理解析，但过于基于源码，感觉没有写清楚，这周Android Developers推出了Instant Run: An Android Tool Time Deep Dive来讲解Instant Run原理，既然是官方推出的，当然要重点看看，整理了一下，算是对Instant Run有了更全面的了解。

完整构建和部署
首先我们来看下没有使用Instant Run，代码改变之后的完整构建和部署的流程

完整构建和部署流程.png

Android Build Process流程图.png

我们可以看到，在没有Instant Run时，代码变更之后运行，需要构建Application，你的Mainfest文件被合并，和资源文件一起被打包到APK里面，类似的，Java文件被编译成字节码，然后转换成DEX文件，最后部署App，重新启动App，重新启动Activity，最终变更的代码才能变执行。之间需要花费大量的时间，工程小还好，一旦大了就需要花费几分钟甚至几十分钟时间，严重影响了我们开发的效率和心情（最重要的是心情！），还能不能愉快地编程了！Google真是急人之所急，我们的救世主呀，在Android Studio 2.0之后就推出了Instant Run功能，看字面意思就知道是即时运行的意思，本着工程师探索原理的精神，让我们一探究竟。
Instant Run分类

Instant Run .png

我们可以看到，和完整构建、停止、重新安装和加载App相比，Instant Run 只增量构建和部署代码改变的部分，在很大程度上缩短构建和部署的时间。Instant Run有3种交换类型，分别是Hot Swap、Warm Swap和Cold Swap，Instant Run会根据改变代码的类型，自动决定使用哪种类型。
Instant Run如何工作
Instant Run构建

Instant Run构建流程.png

根据上图，我们可以看到Instant Run构建流程，首先增加字节码到你的Class文件，用来让我们之后进行替换，然后增加一个新的App Server Class运行在之后你的App里面，用来传输之后在运行期变化的代码，Gradle也会将修改Mainfest进行合并，让我们运行实时代码的改变。
App Server运行

App Server运行流程.png

当你在Android Studio点击Run按钮时，首先会检测在你的App里是否有一个开启Socket端口的Server在运行，来确定Instant Run是否可用，在发送变化的代码之前它也会检测App构建的ID来确定是期望的版本，当你在开发过程中，Android Studio会监控哪些文件已经被改变，运行一个自定义的Gradle Task为那些改变的class文件创建一个DEX文件，这个新的DEX文件会被Android Studio部署到我们运行的App Server里面，App Server接收到之后就会加载和部署被更新的classes，使用之前注入到我们原始类，委托方法来调用我们刚才加载覆盖的新classes里的方法。
Hot Swap

Hot Swap.png

Hot Swap主要用于改变现有方法的实现代码导致的代码改变，这是最快的一种交换方式，不需要重启App或者Activity，在你下一次调用方法时，新的实现就能被调用。
Warm Swap

Warm Swap.png

Warm Swap主要用于修改或者删除已经存在的资源文件，这个交换仍然非常快，但需要重启Activity，因为加载这些被影响的资源，重启是必须的。虽然改变的所有资源都需要被重新打包，但我们是增量开发，可以只打包和部署已经改变的资源，不过和Mainfest相关的资源改变或者Mainfest自身的改变，Warm Swap不会有任何作用，那是因为从Mainfest里面读取值，在APK被安装的时候就已经被确定下来，所以那些改变就需要重新安装才能看到。从这里我们就能看出来，Instant Run并不支持改变定义App名称的字符串或者App图标。
Cold Swap

Cold Swap.png

Cold Swap支持新增、移除、修改注释、实例或者静态字段，实例或者静态方法签名、改变父类classes或者类静态初始化。这种交换会慢一点，虽然不需要完整构建一个新的APK，但需要重启Application。原理就是发送有效代码的DEX文件到指定设备，通过App加载多个DEX来实现代码的改变，这就需要ART，所以Cold Swap只在Android 5.0及以上的设备才有效，那些Android 5.0以下的设备就需要部署一个完整的APK。
总结
到目前为止，我想大家已经理解了这3种交换类型的原理，也能了解其中的局限性，做到知其然，知其所以然。最后祝大家利用好Instant Run，享受即时编程。