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Android中插件开发篇之----动态加载Activity(免安装运行程序)

浏览次数: CSDN博客 2015年08月31日 字号:

一、前言

又到周末了,时间过的很快,今天我们来看一下Android中插件开发篇的最后一篇文章的内容:动态加载Activity(免安装运行程序),在上一篇文章中说道了,如何动态加载资源(应用换肤原理解析),没看过的同学,可以转战:

http://blog.csdn.net/jiangwei0910410003/article/details/47679843

当然,今天说道的内容还这这篇文章有关系。关于动态加载Activity的内容,网上也是有很多文章介绍了。但是他们可能大部分都是介绍通过代理的方式去实现的,所以今天我要说的加载会有两种方式:

1、使用反射机制修改类加载器

2、使用代理的方式

这两种方式都有各自的优缺点,我会在后面的文章详细解说。

二、技术介绍

1、第一种方式:使用反射机制修改类加载器来实现动态加载Activity

首先来看一个例子:360安全卫士

 

在主界面有一个添加更多工具的菜单,点进去之后,可以看到有很多功能选项。我们添加一个手机防盗的功能:有一个进度条开始添加。那么我们如何知道他是使用动态加载的呢?我们可以去查看他的数据文件目录:

我们可以看到有两个目录,比较见名知意:

app_plugins_v3

app_plugins_v3_odex

第一个目录是存放需要动态加载的功能插件,第二个目录是存放加载之后释放的dex目录。

上面分析了360的动态加载Activity功能,下面我们就来实现以下这个功能吧:

不过我们还得了解一下Android中的类加载器的相关知识,这里就不做介绍了:我在这篇文章中详细介绍了类加载器:

http://blog.csdn.net/jiangwei0910410003/article/details/41384667

我们知道PathClassLoader是一个应用的默认加载器(而且他只能加载data/app/xxx.apk的文件),但是我们加载插件一般使用DexClassLoader加载器,所以这里就有问题了,其实如果对于开始的时候,每个人都会认为很简单,很容易想到使用DexClassLoader来加载Activity获取到class对象,在使用Intent启动,这个很简单呀?但是实际上并不是想象的这么简单。原因很简单,因为Android中的四大组件都有一个特点就是他们有自己的启动流程和生命周期,我们使用DexClassLoader加载进来的Activity是不会涉及到任何启动流程和生命周期的概念,说白了,他就是一个普普通通的类。所以启动肯定会出错。

所以我们知道了问题所在,解决起来也就简单了,但是我们这里还有两种思路去解决这个问题:

1) 第一个思路: 替换LoadedApk中的mClassLoader

我们只要让加载进来的Activity有启动流程和生命周期就OK了,所以这里我们需要看一下一个Activity的启动过程。当然这里不会详细介绍一个Activity启动过程的,因为那个太复杂了,而且我也说不清楚,我们知道我们可以将我们使用的DexClassLoader加载器绑定到系统加载Activity的类加载器上就可以了,这个是我们的思路。也是最重要的突破点。下面我们就来通过源码看看如何找到加载Activity的类加载器。

加载Activity的时候,有一个很重要的类:LoadedApk.java,这个类是负责加载一个Apk程序的,我们可以看一下他的源码:

我们可以看到他内部有一个mClassLoader变量,他就是负责加载一个Apk程序的,那么我们只要获取到这个类加载器就可以了。他不是static的,所以我们还得获取一个LoadedApk对象。我们在去看一下另外一个类:ActivityThread.java的源码

这里我们可以看到ActivityThread类中有一个自己的static对象,然后还有一个ArrayMap存放Apk包名和LoadedApk映射关系的数据结构,那么我们分析清楚了,下面就来通过反射来获取mClassLoader对象吧。

友情提示:这里可能有些同学会困惑,怎么能够找到这个mClassLoader呢。我在这里因为是为了讲解内容,所以反过来找这个东西了,其实正常情况下,我们在找关于一个Apk或者是Activity的相关信息的时候,特别是启动流程的时候,我们肯定会去找:ActivityThread.java这个类,这个类是很重要很重要的,也是关键的突破口,它内部其实有很多信息的,所以,我们应该先去找这个ActivityThread,然后从这个类中发现信息,然后会找到了LoadedApk这个类。关于ActivityThread这个类,为何如此重要,我们可以在看看他的源码:

他有这个方法?这个方法看到很熟悉呀?他不是Java程序运行的入口main方法吗?是的,没错,所有的app程序的执行入口就是这里,所以以后有人问你Android中程序运行的入口是哪里?不要再说是Application的onCreate方法了,其实是ActivityThread中的main方法。

好的,回到主干上来,我们现在开始编写代码来实现反射获取mClassLoader类,然后将其替换成我们的DexClassLoader类,不多说了,看一下Demo工程结构:

PluginActivity1 ==》插件工程

DynamicActivityForClassLoader ==》宿主工程

其中PluginActivity1工程很简单啦,就一个Activiity:

[java] view plaincopy

package com.example.dynamicactivityapk;

import android.app.Activity;

import android.os.Bundle;

import android.view.View;

import android.view.View.OnClickListener;

import android.widget.Toast;

public class MainActivity extends Activity {

 

private static View parentView;

@Override

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

super.onCreate(savedInstanceState);

if(parentView == null){

setContentView(R.layout.activity_main);

}else{

setContentView(parentView);

}

 

findViewById(R.id.btn).setOnClickListener(new OnClickListener(){

@Override

public void onClick(View arg0) {

Toast.makeText(getApplicationContext(), "I came from 插件~~", Toast.LENGTH_LONG).show();

}});

 

}

 

public static void setLayoutView(View view){

parentView = view;

}

}

我们看到其实这里有一个问题,为何要定义一个setLayoutView的方法,这个我们后面会说道。

我们编译这个工程,得到PluginActivity1.apk程序:

下面来看一下宿主工程

宿主工程其实最大的功能就是加载上面的PluginActivity1.apk,然后启动内部的MainActivity就可以了,这里的核心代码就是如何通过反射替换系统的mClassLoader类:

[java] view plaincopy

@SuppressLint("NewApi")

private void loadApkClassLoader(DexClassLoader dLoader){

try{

String filesDir = this.getCacheDir().getAbsolutePath();

String libPath = filesDir + File.separator +"PluginActivity1.apk";

// 配置动态加载环境

Object currentActivityThread = RefInvoke.invokeStaticMethod(

"android.app.ActivityThread", "currentActivityThread",

new Class[] {}, new Object[] {});//获取主线程对象

String packageName = this.getPackageName();//当前apk的包名

ArrayMap mPackages = (ArrayMap) RefInvoke.getFieldOjbect(

"android.app.ActivityThread", currentActivityThread,

"mPackages");

WeakReference wr = (WeakReference) mPackages.get(packageName);

RefInvoke.setFieldOjbect("android.app.LoadedApk", "mClassLoader",

wr.get(), dLoader);

Log.i("demo", "classloader:"+dLoader);

}catch(Exception e){

Log.i("demo", "load apk classloader error:"+Log.getStackTraceString(e));

}

}

这里有一个参数就是需要替换的DexClassLoader的,从外部传递过来,然后进行替换。我们看看外部定义的DexClassLoader类:

[java] view plaincopy

String filesDir = this.getCacheDir().getAbsolutePath();

String libPath = filesDir + File.separator +"PluginActivity1.apk";

Log.i("inject", "fileexist:"+new File(libPath).exists());

//loadResources(libPath);

DexClassLoader loader = new DexClassLoader(libPath, filesDir,filesDir, getClassLoader());

这里,需要注意的是,DexClassLoader的最后一个参数,是DexClassLoader的parent,这里需要设置成PathClassLoader类,因为我们上面虽然说是替换PathClassLoader为DexClassLoader。但是PathClassLoader是系统本身默认的类加载器(也就是mClassLoader变量的值,我们如果单独的将DexClassLoader设置为mClassLoader的值的话,就会出错的),所以一定要讲DexClassLoader的父加载器设置成PathClassLoader,因为类加载器是符合双亲委派机制的。

下面我们来运行一下这个程序,首先我们将PluginActivity1.apk放到宿主工程的data/data/cache目录下:

运行程序,点击加载:

运行发现失败,说是插件中的那个MainActivity没有在AndroidManifest.xml中声明?不对呀,我们在插件工程中明明声明了呀,为何他还是提示没有声明呢?

哎,其实仔细想想原因很简单的,因为DexClassLoader加载插件Apk,不会将其xml中的内容加载进来,所以在插件中声明是没有任何用途的,必须在宿主工程中声明:

[java] view plaincopy

<activity

android:name="com.example.dynamicactivityapk.MainActivity">

</activity>

我们在运行程序:

我们点击按钮,看效果啦。果然可以加载成功了啦啦啦。很开心了。

不过这里还是需要注意两个问题:

1>、因为要加载插件中的资源,所以需要调用loadResources方法

2>、在测试的过程中,发现插件工程中setContentView方法没有效果了。所以就在插件工程中定义一个static的方法,用来提前设置视图的。

2) 第二思路:合并PathClassLoader和DexClassLoader中的dexElements数组

好了,这里就介绍了一个如何使用反射机制来动态加载一个Activity了,但是到这里还没有结束呢?因为还要介绍另外一种方式来设置类加载器。

我们首先来看一下PathClassLoader和DexClassLoader类加载器的父类BaseDexClassloader的源码:

(这里需要注意的是PathClassLoader和DexClassLoader类的父加载器是BootClassLoader,他们的父类是BaseDexClassLoader)

这里有一个DexPathList对象,在来看一下DexPathList.java源码:

首先看一下这个类的描述,还有一个Elements数组,我们看到这个变量他是专门存放加载的dex文件的路径的,系统默认的类加载器是PathClassLoader,本身一个程序加载之后会释放一个dex出来,这时候会将dex路径放到里面,当然DexClassLoader也是一样的,那么我们会想到,我们是否可以将DexClassLoader中的dexElements和PathClassLoader中的dexElements进行合并,然后在设置给PathClassLoader中呢?这也是一个思路。我们来看代码:

[java] view plaincopy

/**

* 以下是一种方式实现的

* @param loader

*/

private void inject(DexClassLoader loader){

PathClassLoader pathLoader = (PathClassLoader) getClassLoader();

try {

Object dexElements = combineArray(

getDexElements(getPathList(pathLoader)),

getDexElements(getPathList(loader)));

Object pathList = getPathList(pathLoader);

setField(pathList, pathList.getClass(), "dexElements", dexElements);

} catch (IllegalArgumentException e) {

e.printStackTrace();

} catch (NoSuchFieldException e) {

e.printStackTrace();

} catch (IllegalAccessException e) {

e.printStackTrace();

} catch (ClassNotFoundException e) {

e.printStackTrace();

}

}

private static Object getPathList(Object baseDexClassLoader)

throws IllegalArgumentException, NoSuchFieldException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {

ClassLoader bc = (ClassLoader)baseDexClassLoader;

return getField(baseDexClassLoader, Class.forName("dalvik.system.BaseDexClassLoader"), "pathList");

}

private static Object getField(Object obj, Class<?> cl, String field)

throws NoSuchFieldException, IllegalArgumentException, IllegalAccessException {

Field localField = cl.getDeclaredField(field);

localField.setAccessible(true);

return localField.get(obj);

}

private static Object getDexElements(Object paramObject)

throws IllegalArgumentException, NoSuchFieldException, IllegalAccessException {

return getField(paramObject, paramObject.getClass(), "dexElements");

}

private static void setField(Object obj, Class<?> cl, String field,

Object value) throws NoSuchFieldException,

IllegalArgumentException, IllegalAccessException {

Field localField = cl.getDeclaredField(field);

localField.setAccessible(true);

localField.set(obj, value);

}

private static Object combineArray(Object arrayLhs, Object arrayRhs) {

Class<?> localClass = arrayLhs.getClass().getComponentType();

int i = Array.getLength(arrayLhs);

int j = i + Array.getLength(arrayRhs);

Object result = Array.newInstance(localClass, j);

for (int k = 0; k < j; ++k) {

if (k < i) {

Array.set(result, k, Array.get(arrayLhs, k));

} else {

Array.set(result, k, Array.get(arrayRhs, k - i));

}

}

return result;

}

我们在运行宿主程序,发现发现也是可以的,这里就不演示了,效果都是一样的。

这里总结一下:

我们在使用反射机制来动态加载Activity的时候,有两个思路:

1>、替换LoadApk类中的mClassLoader变量的值,将我们动态加载类DexClassLoader设置为mClassLoader的值

2>、合并系统默认加载器PathClassLoader和动态加载器DexClassLoader中的dexElements数组

这两个的思路原理都是一样的:就是让我们动态加载进来的Activity能够具备正常的启动流程和生命周期。

项目下载地址:http://download.csdn.net/detail/jiangwei0910410003/9063377

2、第二种方式来动态加载Activity:静态代理的方式

首先我们也是先来看一个例子:23Code

这个应用的功能就是实时的展示一些开源的UI控件。他是在线下载,然后动态加载进行展示的:

 

我们看到,点击运行Demo的时候,他会去下载apk,我们看看他的数据目录结构:

这里我们看到了,他把下载之后的apk都用每个插件的功能包名存起来的。

好了,上面分析了23Code的加载机制,我们来看看如何使用代理的方式来动态加载Activity

先来看看原理:

所以说,这种方式来加载Activity的话,其实真正意义上每个插件的Activity都不再是想方式一中的那样,没有生命周期,没有启动流程了,他们就是一个普通的Activity类,然后将其生命周期的所有任务都交给代理Activity去执行就可以了。

下面我们来看一下项目工程:

1、DynamicActivityForProxy ==》宿主工程

2、PluginActivity2 ==》插件工程

看一下插件工程

BaseActivity.java

[java] view plaincopy

package com.example.dynamicactivity;

import com.example.dynamicactivity.R;

import android.app.Activity;

import android.os.Bundle;

import android.view.View;

import android.view.View.OnClickListener;

import android.widget.Toast;

public class BaseActivity extends Activity {

protected Activity mProxyActivity;

public void setProxy(Activity proxyActivity) {

mProxyActivity = proxyActivity;

}

@Override

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

}

@Override

public void setContentView(int layoutResID) {

if (mProxyActivity != null && mProxyActivity instanceof Activity) {

mProxyActivity.setContentView(layoutResID);

mProxyActivity.findViewById(R.id.btn).setOnClickListener(

new OnClickListener() {

@Override

public void onClick(View v) {

Toast.makeText(mProxyActivity, "我是插件,你是谁!",Toast.LENGTH_LONG).show();

}

});

}

}

}

这里会重写setContentView的方法,同时有一个setProxy方法。

在来看一下MainActivity.java

[java] view plaincopy

package com.example.dynamicactivity;

import com.example.dynamicactivity.R;

import android.os.Bundle;

import android.util.Log;

public class MainActivity extends BaseActivity {

 

@Override

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

super.onCreate(savedInstanceState);

setContentView(R.layout.activity_main);

}

@Override

protected void onDestroy() {

//这里需要注意的是,不能调用super.onDestroy的方法了,不然报错,原因也很简单,这个Activity实质上不是真正的Activity了,没有生命周期的概念了,调用super的方法肯定报错

Log.i("demo", "onDestory");

}

@Override

protected void onPause() {

Log.i("demo", "onPause");

}

@Override

protected void onResume() {

Log.i("demo", "onResume");

}

@Override

protected void onStart() {

Log.i("demo", "onStart");

}

@Override

protected void onStop() {

Log.i("demo", "onStop");

}

 

 

}

这里打印一下生命周期中的每个方法,待会需要验证。

注意:这里的生命周期方法不能再调用super.XXX方法了,否则会报错的,原因很简单啦。插件Activity不在是真正意义上的Activity了,就是一个空壳的Activity。所以调用的话,肯定会出错

运行插件工程,得到一个PluginActivity2.apk

下面来看一下宿主工程:

首先我们来看一下重要的代理对象ProxyActiviity

[java] view plaincopy

package com.example.dynamic.activity;

import java.io.File;

import java.lang.reflect.Constructor;

import java.lang.reflect.Method;

import java.util.HashMap;

import android.annotation.SuppressLint;

import android.app.Activity;

import android.os.Bundle;

import android.util.Log;

import dalvik.system.DexClassLoader;

public class ProxyActivity extends BaseActivity {

 

private Object pluginActivity;

private Class<?> pluginClass;

 

private HashMap<String, Method> methodMap = new HashMap<String,Method>();

@SuppressLint("NewApi")

@Override

protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

super.onCreate(savedInstanceState);

try {

DexClassLoader loader = initClassLoader();

 

//动态加载插件Activity

pluginClass = loader.loadClass("com.example.dynamicactivity.MainActivity");

Constructor<?> localConstructor = pluginClass.getConstructor(new Class[] {});

pluginActivity = localConstructor.newInstance(new Object[] {});

//将代理对象设置给插件Activity

Method setProxy = pluginClass.getMethod("setProxy",new Class[] { Activity.class });

setProxy.setAccessible(true);

setProxy.invoke(pluginActivity, new Object[] { this });

 

initMethodMap();

//调用它的onCreate方法

Method onCreate = pluginClass.getDeclaredMethod("onCreate",

new Class[] { Bundle.class });

onCreate.setAccessible(true);

onCreate.invoke(pluginActivity, new Object[] { new Bundle() });

 

} catch (Exception e) {

Log.i("demo", "load activity error:"+Log.getStackTraceString(e));

}

}

 

/**

* 存储每个生命周期的方法

*/

private void initMethodMap(){

methodMap.put("onPause", null);

methodMap.put("onResume", null);

methodMap.put("onStart", null);

methodMap.put("onStop", null);

methodMap.put("onDestroy", null);

 

for(String key : methodMap.keySet()){

try{

Method method = pluginClass.getDeclaredMethod(key);

method.setAccessible(true);

methodMap.put(key, method);

}catch(Exception e){

Log.i("demo", "get method error:"+Log.getStackTraceString(e));

}

}

 

}

 

@SuppressLint("NewApi")

private DexClassLoader initClassLoader(){

String filesDir = this.getCacheDir().getAbsolutePath();

String libPath = filesDir + File.separator +"PluginActivity2.apk";

Log.i("inject", "fileexist:"+new File(libPath).exists());

loadResources(libPath);

DexClassLoader loader = new DexClassLoader(libPath, filesDir,null , getClass().getClassLoader());

return loader;

}

 

@Override

protected void onDestroy() {

super.onDestroy();

Log.i("demo", "proxy onDestroy");

try{

methodMap.get("onDestroy").invoke(pluginActivity, new Object[]{});

}catch(Exception e){

Log.i("demo", "run destroy error:"+Log.getStackTraceString(e));

}

}

@Override

protected void onPause() {

super.onPause();

Log.i("demo", "proxy onPause");

try{

methodMap.get("onPause").invoke(pluginActivity, new Object[]{});

}catch(Exception e){

Log.i("demo", "run pause error:"+Log.getStackTraceString(e));

}

}

@Override

protected void onResume() {

super.onResume();

Log.i("demo", "proxy onResume");

try{

methodMap.get("onResume").invoke(pluginActivity, new Object[]{});

}catch(Exception e){

Log.i("demo", "run resume error:"+Log.getStackTraceString(e));

}

}

@Override

protected void onStart() {

super.onStart();

Log.i("demo", "proxy onStart");

try{

methodMap.get("onStart").invoke(pluginActivity, new Object[]{});

}catch(Exception e){

Log.i("demo", "run start error:"+Log.getStackTraceString(e));

}

}

@Override

protected void onStop() {

super.onStop();

Log.i("demo", "proxy onStop");

try{

methodMap.get("onStop").invoke(pluginActivity, new Object[]{});

}catch(Exception e){

Log.i("demo", "run stop error:"+Log.getStackTraceString(e));

}

}

}

这里主要就是:

1、加载插件Activity

2、使用反射将代理对象设置给插件Activity

3、测试插件Activity中的生命周期方法

运行程序,我们将上面的PluginActivity2.apk放到宿主程序的cache目录下:

运行:

也是成功了,看到效果啦啦,同时我们打印一下Log日志:

插件Activity的每个生命周期的方法也是都执行了。

到这里我们就讲解完了使用代理的方式来实现动态加载Activity。这种方式其实还是很简单的。

项目下载地址:http://download.csdn.net/detail/jiangwei0910410003/9063483

总算是讲完了,累死了,两种方式各有千秋,各有各的好处。

三、案例分析

上面讲解的两种方式的时候,介绍了两个例子:一个是360卫士,一个是23Code

为什么要用这两个例子呢?原因下载说明一下啦:

1、首先来看一下360卫士,我们打开它的一个辅助功能:

使用:adb shell dumpsys activity top

我们再来看一下他的AndroidManifest.xml内容:

我们可以看到,他在宿主工程中声明了,而且我们会看到有很多个辅助功能都声明了。所以我们断定他使用的是第一种方式去实现动态加载的,所以我们可以看到这种方式有一个不好就是:需要在宿主工程中声明很多个插件Activity。

2、在来看一下23Code应用

运行一个例子之后,我们看到他的Activity是TestActivity

我们再去切换另外一个例子运行之后,也是发现还是这个TestActivity。看看他的AndroidManifest.xml

那么我们断定,这个TestActivity就是一个代理的Activity,他使用的是第二种方式来实现动态加载的。

现在知道为何我开始的时候为什么用这两个例子来说明了吧。

四、两种方式的比较

第一种方式:使用反射机制来实现

优点:可以不用太多的关心插件中的Activity的生命周期方法,因为他加载进来之后就是一个真正意义上的Activity了

缺点:需要在宿主工程中进行声明,如果插件中的Activity多的话,那么就不灵活了。

第二种方式:使用代理机制来实现

优点:不需要在宿主工程中进行声明太多的Activity了,只需要有一个代理Activity的声明就可以了,很灵活

缺点:需要管理手动的去管理插件中Activity的生命周期方法,难度复杂。

五、存在的问题

我们看到上面讲到的两种方式去动态加载Activity,其实两种方式都还存在很多问题:

1、其他组件的动态加载问题(服务,广播,ContentProvier)

2、跨进程访问的问题

六、总结

这篇文章讲完之后,那么插件开发篇的三部曲就算结束了,Android中的插件开发也算是有一个好的总结了,也是讲解了现在主流市场中加载的原理和机制。当然我们在真正的使用过程中还会存在很多问题,当然这个就需要我们自己去探索和解决了。

(PS:两种方式的项目下载地址都在上面给出了,如果在运行的过程中有什么问题的话,请留言。能帮就尽量帮助解决一下~~)

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