Android的增量更新,差分更新--服务器端&客户端

前言

随着应用越来越大,应用更新耗时间和流量的问题,就显得格外突出.

目前原生app的更新分为两种:重新下载源文件,还有一种就是差分包更新,也叫增量更新.

在有些应用市场,例如google play,会对安装包进行拆分和合并,来达到差分更新的目的.

首先解释一下差分包:
差分包是apk新版本和旧版本之间的包,可以称之为patch.

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应用流程:

操作流程

• 确保客户端是old_app
• 改变app大小生成新的new_app
• 执行服务器生成patch程序
• 将patch包放在服务器供客户端下载
• 服务器合并安装

实现原理:

1.相应下载

自己的github项目(包括服务器端,android端,C++端),阅读此文之前,最好下载完毕研究一下https://github.com/ccj659/incremental-update-master

原理是采用的是bsdiff,而它是一个优秀的开源C库,大家可以去看下

linux 的相关diff/patch下载 http://www.daemonology.net/bsdiff/

windows 上的bsdiff http://sites.inka.de/tesla/others.html#bsdiff

相关依赖bzip文档及下载http://www.bzip.org/downloads.html

2.原理分析

Binary diff是依赖bzip压缩库的开源库,其实是一种文件比较的一种算法实现,是一个二进制比较工具.
这里有两个文件:老版本的app:old_app.apk 新版本的app:new_app.apk.
首先是Binarys diff:

1.首先将老文件old_app转为二进制文件.

2.在新文件new_app中找到和老文件相同的二进制数据.

3.在新文件生成的二进制数据中,分离new_app中老文件数据和新的二进制数据patch.

4.将patch数据打上新数据的标签,重新打包生成apk.patch.

然后是Binarys patch:
1.通过bzip压缩算法,将old_app和patch重新打包.
关于bzip,

实现过程

windows服务器端

1.分析bsdiff.cpp源码,找到main入口

    /*阅读源码得知,此处第一个参数argc必须是4,argv是一个字符串指针数组*/
    /***如下,此处需要四个参数 1.随便的值,2.ldfile 3.newfile 4.patchfile***************************/
    int bsdiff_main(int argc,char *argv[])
    {
    int fd;
    u_char *old,*_new;
    off_t oldsize,newsize;
    off_t *I,*V;
    off_t scan,pos,len;
    off_t lastscan,lastpos,lastoffset;
    off_t oldscore,scsc;
    off_t s,Sf,lenf,Sb,lenb;
    off_t overlap,Ss,lens;
    off_t i;
    off_t dblen,eblen;
    u_char *db,*eb;
    u_char buf[8];
    u_char header[32];
    FILE * pf;
    BZFILE * pfbz2;
    int bz2err;
    /**********************如下,此处需要四个参数 1.随便的值,2.ldfile 3.newfile 4.patchfile***************************/
    if(argc!=4) errx(1,"usage: %s oldfile newfile patchfile\n",argv[0]);

    /* Allocate oldsize+1 bytes instead of oldsize bytes to ensure that we never try to malloc(0) and get a NULL pointer */
    //org:
    //if(((fd=open(argv[1],O_RDONLY,0))<0) ||
    // ((oldsize=lseek(fd,0,SEEK_END))==-1) ||
    // ((old=malloc(oldsize+1))==NULL) ||
    // (lseek(fd,0,SEEK_SET)!=0) ||
    // (read(fd,old,oldsize)!=oldsize) ||
    // (close(fd)==-1)) err(1,"%s",argv[1]);
    //new:
    //Read in chunks, don't rely on read always returns full data!
    if(((fd=open(argv[1],O_RDONLY|O_BINARY|O_NOINHERIT,0))<0) ||
        ((oldsize=lseek(fd,0,SEEK_END))==-1) ||
        ((old=(u_char*)malloc(oldsize+1))==NULL) ||
        (lseek(fd,0,SEEK_SET)!=0))
                err(1,"%s",argv[1]);

2.新建javaWeb项目,并生成需要的头文件.

生成的操作步骤请看我的 

JNI开发极简教程

3.根据下载的bsdiff4.3-win32-src代码，生成dll动态库，用于得到差分包

在visual studio下 新建C++项目,并导入bsdiff源码(c,cpp,h)

要注意的是,编译过程并不是一帆风顺的,这里需要做什么修正.

用了不安全的函数->在首处添加 #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

用了过时的函数->添加 #define _CRT_NONSTDC_NO_DEPRECATE

如果还报错,可以选择关闭SDL检查

4.修改bsdiff.cpp源文件编写JNI函数供Java层调用（注意统一编码）

1.在此文件中,引入头文件 #include"app_update_service_AppBsDiff.h". 并实现其中的方法(在文件末尾实现).
2.将main函数作为jni调用的函数.即将main函数改名为bsdiff_main,然后由jni调用.

/* * Class: app_update_service_AppBsDiff * Method: diff * Signature: (Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)V */

JNIEXPORT void JNICALL Java_app_update_service_AppBsDiff_diff
(JNIEnv *env, jclass jcls, jstring oldfile_jstr, jstring newfile_jstr, jstring patchfile_jstr){
    int argc = 4;
    char* oldfile = (char*)env->GetStringUTFChars(oldfile_jstr, NULL);
    char* newfile = (char*)env->GetStringUTFChars(newfile_jstr, NULL);
    char* patchfile = (char*)env->GetStringUTFChars(patchfile_jstr, NULL);

    //参数（第一个参数无效）
    char *argv[4];
    argv[0] = "bsdiff";
    argv[1] = oldfile;
    argv[2] = newfile;
    argv[3] = patchfile;

    bsdiff_main(argc, argv);

    env->ReleaseStringUTFChars(oldfile_jstr, oldfile);
    env->ReleaseStringUTFChars(newfile_jstr, newfile);
    env->ReleaseStringUTFChars(patchfile_jstr, patchfile);
}

5.编译,生成解决方案,生成 E:\WorkSpace\VSWork\app_bsdiff\x64\Debug\app_bsdiff.dll文件

如何生成,请参照下面的教程

JNI开发极简教程

6.将dll.放入web工程的根目录.将应用生成的两个新旧apk放到指定目录,运行即可c生成差分包apk.patch

详情参照我的代码 –增量更新github

7.将生成的apk.patch放到web服务器上供客户端下载.

这边的服务器上传配置等,我还没来得及整理,可百度...

android客户端(类似于服务器端)

客户端要做的就是bspatch,整合old_app和patch生成new_app.

代码参考-github的android应用项目app_update-

1.编写native方法,生成头文件(别忘了添加相应权限).

2.添加本地支持

博文请参考 eclipse搭建NDK开发环境

3.将bzip2源码,bspatch.c引入到项目的jni目录,并且将android.mk中的bspatch.cpp改为bspatch.c

4.修改bspatch.c源码,并实现native方法.

详情请参考代码-github的android应用项目app_update-

//合并
JNIEXPORT void JNICALL Java_com_example_app_1update_utils_BsPatch_patch
  (JNIEnv *env, jclass jcls, jstring oldfile_jstr, jstring newfile_jstr, jstring patchfile_jstr){
    int argc = 4;
    char* oldfile = (char*)(*env)->GetStringUTFChars(env,oldfile_jstr, NULL);
    char* newfile = (char*)(*env)->GetStringUTFChars(env,newfile_jstr, NULL);
    char* patchfile = (char*)(*env)->GetStringUTFChars(env,patchfile_jstr, NULL);

    //参数（第一个参数无效）
    char *argv[4];
    argv[0] = "bspatch";
    argv[1] = oldfile;
    argv[2] = newfile;
    argv[3] = patchfile;

    bspatch_main(argc,argv);

    (*env)->ReleaseStringUTFChars(env,oldfile_jstr, oldfile);
    (*env)->ReleaseStringUTFChars(env,newfile_jstr, newfile);
    (*env)->ReleaseStringUTFChars(env,patchfile_jstr, patchfile);

}

5.编写更新下载方法

详情请参考代码-github的android应用项目app_update-

    public class MainActivity extends Activity {

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        findViewById(R.id.btn_update).setOnClickListener(new OnClickListener() {

            @Override
            public void onClick(View v) {
                // TODO Auto-generated method stub
                ApkUpdateTask apkUpdateTask=new ApkUpdateTask();
                apkUpdateTask.execute();
            }
        });
    }

    class ApkUpdateTask extends AsyncTask<Void, Void, Boolean>{

        @Override
        protected Boolean doInBackground(Void... params) {
            try {
                //1.下载差分包
                Log.d("ccj", "开始下载");
                File patchFile = DownloadUtils.download(Constants.URL_PATCH_DOWNLOAD);

                //获取当前应用的apk文件/data/app/app
                String oldfile = ApkUtils.getSourceApkPath(MainActivity.this, getPackageName());
                //2.合并得到最新版本的APK文件
                String newfile = Constants.NEW_APK_PATH;
                String patchfile = patchFile.getAbsolutePath();
                BsPatch.patch(oldfile, newfile, patchfile);

                Log.i("ccj", "oldfile:"+oldfile);
                Log.i("ccj", "newfile:"+newfile);
                Log.i("ccj", "patch:"+patchfile);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
                return false;
            }

            return true;
        }

        @Override
        protected void onPostExecute(Boolean result) {
            super.onPostExecute(result);
            Log.d("ccj", "下载完成");
            //3.安装
            if(result){
                Toast.makeText(MainActivity.this, "您正在进行更新", Toast.LENGTH_SHORT).show();
                ApkUtils.installApk(MainActivity.this, Constants.NEW_APK_PATH);
            }
        }

    }
    }

操作流程

• 确保客户端是old_app
• 改变app大小生成新的new_app
• 执行服务器生成patch程序
• 将patch包放在服务器供客户端下载
• 服务器合并安装

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