Android动态加载框架DL的架构与基本原理解析

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前言

最近这一两年，Android App使用插件化技术开发的数量越来越大，其实还是业务地快速膨胀导致，需求越来越多，App越来越臃肿。虽然手机的内存空间不断地的增大，但是太大的安装包给用户也造成了心理压力。于是大家都会想到插件化的开发方式，把App做成一个平台，而不是一个独立的app。平台上可以集成各种各样的功能，功能模块也插件的形式添加进来，这些插件不需要安装，只需要用户按需下载到某个位置，然后使用的时候动态加载进来。

 想法都是好的，但是想实现一个相对比较稳定的动态加载框架还是有点难度的，一些大公司都有成熟的动态加载框架，但是他们并没有开源出来。好在2014年知名CSDN博主任玉刚开源了一款名为DL的Android动态加载框架，该框架简单、开源、兼容性都较为好，如果有需要使用插件化开发的朋友可以尝试该框架，另外对该开源项目感兴趣的朋友也可以贡献自己的代码，地址会在文章最后给出。

对于DL的基本情况和使用，本人就不再赘述，作者本人和参与开发的朋友已经有一些较好的文章，详情请参考，APK动态加载框架（DL）解析、DL动态加载框架技术文档、Android 使用动态加载框架DL进行插件化开发。在这里我就简单介绍一下DL的基本结构与原理，希望能够一些需要的朋友提供一些有用的信息。

基本架构

对于Android的动态加载框架来说最重要和最麻烦的点可能基本上有两个，第一是apk如何在不安装的情况下运行起来，并且Activity基本的声明周期能够正常调用；第二就是Activity内部能够以R的形式访问资源文件。关于加载未安装的apk和Android的资源加载机制请参考如下两篇文章，Android动态加载jar、apk的实现、Android源码分析-资源加载机制。我们针对这两个问题依次给出DL的解决方案。

加载未安装apk相对比较简单，就是通过DexClassLoader将apk文件加载到虚拟机中，具体可以参考上文给出的文章。这里我们主要说一下调用Activity生命周期函数的实现。在DL中，有两个Proxy类，分别为DLProxyActivity、DLProxyFragmentActivity，这两个类型分别继承自Activity和FragmentActivity，他们分别代理集成自DLBasePluginActivity和DLBasePluginFragmentActivity的插件Activity类，DLBasePluginActivity和DLBasePluginFragmentActivity又分别继承自Activity和FragmentActivity，我去！这个时候是不是有点乱了？且听我慢慢道来~

按照DL的开发规范，你插件的Activity需要继承自DLBasePluginActivity或者DLBasePluginFragmentActivity，这两个类中封装了一些基本的调用逻辑。这里我们先暂时不用过多理会，重点是看DLProxyActivity、DLProxyFragmentActivity。DL的机制是这样的，真正在DL通过Intent启动的Activity只能是DLProxyActivity、DLProxyFragmentActivity，这两个Activity是在宿主apk中注册了的，因此能够直接通过Intent来启动。而在两个Proxy实际上只是一个躯壳，他们会自己的生命周期函数中调用插件Activity对应的生命周期函数。这是就引入了一个关键的类，DLProxyImpl，这个类负责解析插件apk的资源、ClassLoader、通过反射加载插件Activity，DLProxyImpl加载了插件Activity之后又会调用Proxy Activity的attach方法将插件Activity实例传递给Proxy Activity，这样Proxy Activity就得到了插件Activity的实例，然后就能在自己的声明周期函数中调用插件Activity对应的函数。

DLProxyImpl的launchTargetActivity函数：

    @TargetApi(Build.VERSION_CODES.ICE_CREAM_SANDWICH)
    protected void launchTargetActivity() {
        try {
            // mClass就是目标插件Activity的类名
            Class<?> localClass = getClassLoader().loadClass(mClass);
            Constructor<?> localConstructor = localClass.getConstructor(new Class[] {});
            // 通过反射构建插件Activity
            Object instance = localConstructor.newInstance(new Object[] {});
            mPluginActivity = (DLPlugin) instance;
            // 将插件Activity注入给Proxy Activity
            ((DLAttachable) mProxyActivity).attach(mPluginActivity, mPluginManager);
            // 插件activity也获取到Proxy的引用
            mPluginActivity.attach(mProxyActivity, mPluginPackage);

            Bundle bundle = new Bundle();
            bundle.putInt(DLConstants.FROM, DLConstants.FROM_EXTERNAL);
            // 调用插件Activity的onCreate函数，启动插件Activity
            mPluginActivity.onCreate(bundle);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

宿主在加载插件apk时会解析该apk的相关信息，比如它的默认启动的Activity，上述形式将apk运行起来，那么在插件apk中的activity跳转则需要通过DLIntent类将目标activity的包名、类名传递给DL框架，DL内部会进行解析以及相应的加载逻辑。

DLProxyActivity核心代码: 

public class DLProxyActivity extends Activity implements DLAttachable {

    // 插件Activity
    protected DLPlugin mRemoteActivity;
    // DLProxyImpl加载插件Activity和资源等
    private DLProxyImpl impl = new DLProxyImpl(this);

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        // Proxy onCreate的时候调用DLProxyImpl的onCreate，加载插件Activity
        impl.onCreate(getIntent());
    }

    // 加载完插件Activity后将插件Activity传递给Proxy Activity
    @Override
    public void attach(DLPlugin remoteActivity, DLPluginManager pluginManager) {
        mRemoteActivity = remoteActivity;
    }

    // 获取资源，DLProxyImpl加载了插件apk的资源，通过这里代理资源操作，这样插件Activity内部就可以通过R访问资源文件了
    @Override
    public Resources getResources() {
        return impl.getResources() == null ? super.getResources() : impl.getResources();
    }

    /***********************  以下都是代理插件Activity的生命周期函数  ***********************/

    @Override
    protected void onStart() {
        mRemoteActivity.onStart();
        super.onStart();
    }

    @Override
    protected void onRestart() {
        mRemoteActivity.onRestart();
        super.onRestart();
    }

    @Override
    protected void onResume() {
        mRemoteActivity.onResume();
        super.onResume();
    }

    @Override
    protected void onPause() {
        mRemoteActivity.onPause();
        super.onPause();
    }

    @Override
    protected void onStop() {
        mRemoteActivity.onStop();
        super.onStop();
    }

    @Override
    protected void onDestroy() {
        mRemoteActivity.onDestroy();
        super.onDestroy();
    }

    // 代码省略

}

下面我们来看另外一个重点，也就是插件apk的资源加载。关于apk的资源加载机制也请参考上面给出的文章，我们直接看代码。

    private DexClassLoader createDexClassLoader(String dexPath) {
        File dexOutputDir = mContext.getDir("dex", Context.MODE_PRIVATE);
        dexOutputPath = dexOutputDir.getAbsolutePath();
        // 创建ClassLoader
        DexClassLoader loader = new DexClassLoader(dexPath, dexOutputPath, mNativeLibDir,
                mContext.getClassLoader());
        return loader;
    }

    // 根据插件apk的路径构建AssetManager，将其资源所在的路径添加到AssetManager中,然后通过AssetManager构建一个Resources对象，这个对象就是插件apk的资源对象，插件apk内部访问资源时都是通过这个资源对象
    private AssetManager createAssetManager(String dexPath) {
        try {
            AssetManager assetManager = AssetManager.class.newInstance();
            Method addAssetPath = assetManager.getClass().getMethod("addAssetPath", String.class);
            addAssetPath.invoke(assetManager, dexPath);
            return assetManager;
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }

    }

    private Resources createResources(AssetManager assetManager) {
        Resources superRes = mContext.getResources();
        Resources resources = new Resources(assetManager, superRes.getDisplayMetrics(),
                superRes.getConfiguration());
        return resources;
    }

这样，等于是插件Activity的生命周期交给了Proxy Activity代理，而插件的Activity的启动和资源访问则交给了DLProxyImpl代理。这样，通过两个代理就启动了插件Activity，并且资源访问问题也得到了解决。

最后我们通过一张图来看DL的基本结构。

DLPluginManager加载、管理插件包，DLIntent是插件之间跳转的信息载体。Base Plugin Activity是插件Activity的基类，封装代理操作。Proxy Activity代理插件Activity的生命周期函数，也是插件Activity的外壳。DLProxy负责加载插件Activity以及资源操作。这么一来，整个动态加载框架就运行起来了，更多的细节有兴趣的朋友自己去看源码吧。

后期特性

1. 支持service、静态广播、ContentProvider

bug

1. 插件透明主题的支持

2. 完整activity api的重写

最后给出DL框架github地址，希望更多的人参与到DL框架的开发中来。

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