[置顶] Android实现应用的增量更新\升级

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增量升级的背景

虽然很多App的版本更新并不频繁，但是一个App基本上也有几兆到几十兆不等，在没有Wifi的条件下，更新App是非常耗流量的。说到这个就必须得吐槽一下三大网络运营商，4G网络是变快了，但是流量确没有多，流量仍然不够用，治标不治本，并没什么卵用。

随着各类App版本的不断更新和升级，App体积也逐渐变大，用户升级成了一个比较棘手的问题，Google很快就意识到了这一点，在IO大会上提出了增量升级，国内诸如小米应用商店也实现了应用的增量升级，减少用户流量的损耗。

增量更新原理

增量更新的原理也很简单，就是将手机上已安装的旧版本apk与服务器端新版本apk进行二进制对比，并得到差分包（patch），用户在升级更新应用时，只需要下载差分包，然后在本地使用差分包与旧版的apk合成新版apk，然后进行安装。这个原理就很想微软更新漏洞打补丁一样，其实都是一个道理。差分包文件的大小，那就远比APK小得多了，这样也便于用户进行应用升级。旧版的APK可以在/data/app/%packagename%底下找到。

差分包的生成和新的APK的合成，需要用到NDK环境，没接触过的那就先学一下，当然，我后面会提供编译好的so库，直接放倒libs/armeabi下调用也是可以的。制作差分包的工具为bsdiff，这是一个非常牛的二进制查分工具，bsdiff源代码在android的源码目录下 \external\bsdiff这边也可以找到。另外还需要bzlib来进行打包。在安全性方面，补丁和新旧版APK最好都要进行MD5验证，以免被篡改，对此我暂不进行叙述。

增量更新存在的不足

1、增量升级是以两个应用版本之间的差异来生成补丁的，但是我们无法保证用户每次的及时升级到最新，也就是在更新前，新版和旧版只差一个版本，所以必须对你所发布的每一个版本都和最新的版本作差分，以便使所有版本的用户都可以差分升级，这样相对就比较繁琐了。解决方法也有，可以通过Shell脚本来实现批量生成。

2.增量升级能成功的前提是，从手机端能够获得旧版APK，并且与服务端的APK签名是一样的，所以像那些破解的APP酒无法实现更新。前面也提到了，为了安全性，防止补丁合成错误，最好在补丁合成前对旧版本的apk进行sha1或者MD5校验，保证基础包的一致性，这样才能顺利的实现增量升级。

C语言实现的主要代码

/**
 * 生成差分包
 */
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_yyh_lib_bsdiff_DiffUtils_genDiff(JNIEnv *env,
		jclass cls, jstring old, jstring new, jstring patch) {
	int argc = 4;
	char * argv[argc];
	argv[0] = "bsdiff";
	argv[1] = (char*) ((*env)->GetStringUTFChars(env, old, 0));
	argv[2] = (char*) ((*env)->GetStringUTFChars(env, new, 0));
	argv[3] = (char*) ((*env)->GetStringUTFChars(env, patch, 0));

	printf("old apk = %s \n", argv[1]);
	printf("new apk = %s \n", argv[2]);
	printf("patch = %s \n", argv[3]);

	int ret = genpatch(argc, argv);

	printf("genDiff result = %d ", ret);

	(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, old, argv[1]);
	(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, new, argv[2]);
	(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, patch, argv[3]);

	return ret;
}
/**
 * 差分包合成新的APK
 */
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_yyh_lib_bsdiff_PatchUtils_patch
  (JNIEnv *env, jclass cls,
			jstring old, jstring new, jstring patch){
	int argc = 4;
	char * argv[argc];
	argv[0] = "bspatch";
	argv[1] = (char*) ((*env)->GetStringUTFChars(env, old, 0));
	argv[2] = (char*) ((*env)->GetStringUTFChars(env, new, 0));
	argv[3] = (char*) ((*env)->GetStringUTFChars(env, patch, 0));

	printf("old apk = %s \n", argv[1]);
	printf("patch = %s \n", argv[3]);
	printf("new apk = %s \n", argv[2]);

	int ret = applypatch(argc, argv);

	printf("patch result = %d ", ret);

	(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, old, argv[1]);
	(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, new, argv[2]);
	(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, patch, argv[3]);
	return ret;
}

这是在jni上实现差分包的生成与合并，当然，差分包一般是在服务端生成的，在服务端，那就需要把com_yyh_lib_bsdiff_DiffUtils.c以及bzip2库，编译成动态链接库，供Java调用。windows下生成的动态链接库为.dll文件，Unix-like下生成的为.so文件，因为Android是基于Linux内核的，所以也是.so文件，Mac OSX下生成的动态链接库为.dylib文件。

所以后面需要DaemonProcess-1.apk（旧版） DaemonProcess-2.apk（新版）这两个APK，我放在assets文件夹下，来生成差分包。这两个文件就自行拷贝到SD卡/yyh文件夹下，或者按需修改。

Java代码主要实现部分

DiffUtils.java

package com.yyh.lib.bsdiff;

/**
 * APK Diff工具类
 * 
 * @author yuyuhang
 * @date 2016-1-26 下午1:10:18
 */
public class DiffUtils {

	static DiffUtils instance;

	public static DiffUtils getInstance() {
		if (instance == null)
			instance = new DiffUtils();
		return instance;
	}

	static {
		System.loadLibrary("ApkPatchLibrary");
	}

	/**
	 * native方法 比较路径为oldPath的apk与newPath的apk之间差异，并生成patch包，存储于patchPath
	 * 
	 * 返回：0，说明操作成功
	 * 
	 * @param oldApkPath
	 *            示例:/sdcard/old.apk
	 * @param newApkPath
	 *            示例:/sdcard/new.apk
	 * @param patchPath
	 *            示例:/sdcard/xx.patch
	 * @return
	 */
	public native int genDiff(String oldApkPath, String newApkPath, String patchPath);
}

PatchUtils.java

package com.yyh.lib.bsdiff;

/**
 * APK Patch工具类
 * 
 * @author yuyuhang
 * @date 2016-1-26 下午1:10:40
 */
public class PatchUtils {

	static PatchUtils instance;

	public static PatchUtils getInstance() {
		if (instance == null)
			instance = new PatchUtils();
		return instance;
	}

	static {
		System.loadLibrary("ApkPatchLibrary");
	}

	/**
	 * native方法 使用路径为oldApkPath的apk与路径为patchPath的补丁包，合成新的apk，并存储于newApkPath
	 * 
	 * 返回：0，说明操作成功
	 * 
	 * @param oldApkPath
	 *            示例:/sdcard/old.apk
	 * @param newApkPath
	 *            示例:/sdcard/new.apk
	 * @param patchPath
	 *            示例:/sdcard/xx.patch
	 * @return
	 */
	public native int patch(String oldApkPath, String newApkPath, String patchPath);
}

MainActivity.java

package com.yyh.activity;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.Comparator;

import android.app.Activity;
import android.content.Intent;
import android.content.pm.PackageInfo;
import android.content.pm.PackageManager;
import android.content.pm.ResolveInfo;
import android.os.AsyncTask;
import android.os.Bundle;
import android.os.Environment;
import android.os.Looper;
import android.text.TextUtils;
import android.util.Log;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.Toast;

import com.example.bsdifflib.R;
import com.yyh.lib.bsdiff.DiffUtils;
import com.yyh.lib.bsdiff.PatchUtils;
import com.yyh.utils.ApkUtils;
import com.yyh.utils.SignUtils;

@SuppressWarnings("unchecked")
public class MainActivity extends Activity {

	Button btnstart;
	private ArrayList<ResolveInfo> mApps;
	private PackageManager pm;

	// 成功
	private static final int WHAT_SUCCESS = 1;
	// 合成失败
	private static final int WHAT_FAIL_PATCH = 0;

	@Override
	protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
		super.onCreate(savedInstanceState);
		setContentView(R.layout.activity_main);
		pm = getPackageManager();
		// initApp();
	}

	public void bsdiff(View view) {
		new DiffTask().execute();
	}

	public void bspatch(View view) {
		new PatchTask().execute();
	}

	/**
	 * 生成差分包
	 * 
	 * @author yuyuhang
	 * @date 2016-1-25 下午12:24:34
	 */
	private class DiffTask extends AsyncTask<String, Void, Integer> {

		@Override
		protected void onPreExecute() {
			super.onPreExecute();
		}

		@Override
		protected Integer doInBackground(String... params) {
			String appDir, newDir, patchDir;

			try {
				appDir = Environment.getExternalStorageDirectory().toString() + "/yyh/DaemonProcess-1.apk";
				newDir = Environment.getExternalStorageDirectory().toString() + "/yyh/DaemonProcess-2.apk";
				patchDir = Environment.getExternalStorageDirectory() + "/yyh/YixinCall.patch";

				int result = DiffUtils.getInstance().genDiff(appDir, newDir, patchDir);
				if (result == 0) {
					runOnUiThread(new Runnable() {

						@Override
						public void run() {
							Toast.makeText(getApplicationContext(), "差分包已生成", Toast.LENGTH_SHORT).show();
						}
					});
					return WHAT_SUCCESS;
				} else {
					runOnUiThread(new Runnable() {

						@Override
						public void run() {
							Toast.makeText(getApplicationContext(), "差分包生成失败", Toast.LENGTH_SHORT).show();
						}
					});
					return WHAT_FAIL_PATCH;
				}
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}
			return WHAT_FAIL_PATCH;
		}
	}

	/**
	 * 差分包合成APK
	 * 
	 * @author yuyuhang
	 * @date 2016-1-25 下午12:24:34
	 */
	private class PatchTask extends AsyncTask<String, Void, Integer> {

		@Override
		protected void onPreExecute() {
			super.onPreExecute();
		}

		@Override
		protected Integer doInBackground(String... params) {
			String appDir, newDir, patchDir;

			try {
				// 指定包名的程序源文件路径
				appDir = Environment.getExternalStorageDirectory().toString() + "/yyh/DaemonProcess-1.apk";
				newDir = Environment.getExternalStorageDirectory().toString() + "/yyh/DaemonProcess-3.apk";
				patchDir = Environment.getExternalStorageDirectory() + "/yyh/YixinCall.patch";

				int result = PatchUtils.getInstance().patch(appDir, newDir, patchDir);
				if (result == 0) {
					runOnUiThread(new Runnable() {

						@Override
						public void run() {
							Toast.makeText(getApplicationContext(), "合成APK成功", Toast.LENGTH_SHORT).show();
						}
					});
					return WHAT_SUCCESS;
				} else {
					runOnUiThread(new Runnable() {

						@Override
						public void run() {
							Toast.makeText(getApplicationContext(), "合成APK失败", Toast.LENGTH_SHORT).show();
						}
					});
					return WHAT_FAIL_PATCH;
				}
			} catch (Exception e) {
				e.printStackTrace();
			}
			return WHAT_FAIL_PATCH;
		}
	}

	/**
	 * 初始化app列表
	 */
	private void initApp() {
		// 获取android设备的应用列表
		Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_MAIN); // 动作匹配
		intent.addCategory(Intent.CATEGORY_LAUNCHER); // 类别匹配
		mApps = (ArrayList<ResolveInfo>) pm.queryIntentActivities(intent, 0);
		// 排序
		Collections.sort(mApps, new Comparator<ResolveInfo>() {

			@Override
			public int compare(ResolveInfo a, ResolveInfo b) {
				// 排序规则
				PackageManager pm = getPackageManager();
				return String.CASE_INSENSITIVE_ORDER.compare(a.loadLabel(pm).toString(), b.loadLabel(pm).toString()); // 忽略大小写
			}
		});
		for (ResolveInfo ri : mApps) {
			Log.i("test", ri.activityInfo.packageName);
		}
	}
}

这样就实现了差分包的生成与新的APK的合成，那么我们得到新的APK之后，就调用以下代码进行安装。

Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_VIEW);  
intent.setDataAndType(Uri.fromFile(file), "application/vnd.android.package-archive");  
startActivity(intent);  

或者如果需要静默安装的话，可以参考我的另一篇博客： Android 无需root实现apk的静默安装

对于应用商店来说，App就不仅一个，想要得到所有旧版APK，就可以遍历所有的包名，通过context.getPackageManager().getApplicationInfo(packageName, 0).sourceDir获取。相关代码如下

package com.yyh.utils;

import android.content.Context;
import android.content.Intent;
import android.content.pm.ApplicationInfo;
import android.content.pm.PackageInfo;
import android.content.pm.PackageManager;
import android.content.pm.PackageManager.NameNotFoundException;
import android.net.Uri;
import android.text.TextUtils;

import java.util.Iterator;
import java.util.List;

/**
 * Apk工具类
 * 
 * @author yuyuhang
 * @date 2016-1-25 下午12:07:09
 */
public class ApkUtils {

	/**
	 * 获取已安装apk的PackageInfo
	 * 
	 * @param context
	 * @param packageName
	 * @return
	 */
	public static PackageInfo getInstalledApkPackageInfo(Context context, String packageName) {
		PackageManager pm = context.getPackageManager();
		List<PackageInfo> apps = pm.getInstalledPackages(PackageManager.GET_SIGNATURES);

		Iterator<PackageInfo> it = apps.iterator();
		while (it.hasNext()) {
			PackageInfo packageinfo = it.next();
			String thisName = packageinfo.packageName;
			if (thisName.equals(packageName)) {
				return packageinfo;
			}
		}

		return null;
	}

	/**
	 * 判断apk是否已安装
	 * 
	 * @param context
	 * @param packageName
	 * @return
	 */
	public static boolean isInstalled(Context context, String packageName) {
		PackageManager pm = context.getPackageManager();
		boolean installed = false;
		try {
			pm.getPackageInfo(packageName, PackageManager.GET_ACTIVITIES);
			installed = true;
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}

		return installed;
	}

	/**
	 * 获取已安装Apk文件的源Apk文件
	 * 
	 * @param context
	 * @param packageName
	 * @return
	 */
	public static String getSourceApkPath(Context context, String packageName) {
		if (TextUtils.isEmpty(packageName))
			return null;

		try {
			ApplicationInfo appInfo = context.getPackageManager().getApplicationInfo(packageName, 0);
			return appInfo.sourceDir;
		} catch (NameNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		}

		return null;
	}

	/**
	 * 安装Apk
	 * 
	 * @param context
	 * @param apkPath
	 */
	public static void installApk(Context context, String apkPath) {

		Intent intent = new Intent(Intent.ACTION_VIEW);
		intent.setDataAndType(Uri.parse("file://" + apkPath), "application/vnd.android.package-archive");

		context.startActivity(intent);
	}
}

之前在实现的过程中，还碰到过一个问题，就是差分包可以生成，但是合成的时候就出错了，最后还是没搞懂是为什么。有解决过类似问题的，还希望多交流一下~~

以上主要就是进行差分包的生成与新的APK的合成，关键技术都实现了，调试了两天，终于把它搞定了。其他扩展的功能，大家自行实现。上效果~点击bsdiff进行差分包生成，然后点击bspatch进行合并。

Demo源码下载地址：Android实现应用增量更新 源码