前言
之前的文章里讲到插件化最基础的内容，如何利用动态代码和父委托机制实现activity的动态下发。这篇文章会讲到如何利用ClassLoader进行hotfix。
类加载过程
父委托机制
首先回顾一下父委托机制，在Java中查找类的过程是从父ClassLoader向子ClassLoader进行的，具体参考Android插件化实践(2)，过程如下
那么在某个ClassLoader内部是如何实现findClass的呢？看源码，首先看BaseDexClassLoader(源码位置libcore/dalvik/src/main/java/dalvik/system/)，它是PathClassLoader的父类，在构造方法中可以看到生成了一个DexPathList的实例，同样传入了dexPath。
public BaseDexClassLoader(String dexPath, File optimizedDirectory,
String librarySearchPath, ClassLoader parent) {
super(parent);
this.pathList = new DexPathList(this, dexPath, librarySearchPath, null);
if (reporter != null) {
reportClassLoaderChain();
}
}
接下来在BaseDexClassLoader的findClass()方法中可以看到调用了DexPathList中的findClass()方法，代码如下
@Override
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
List<Throwable> suppressedExceptions = new ArrayList<Throwable>();
Class c = pathList.findClass(name, suppressedExceptions);
if (c == null) {
ClassNotFoundException cnfe = new ClassNotFoundException(
"Didn't find class \"" + name + "\" on path: " + pathList);
for (Throwable t : suppressedExceptions) {
cnfe.addSuppressed(t);
}
throw cnfe;
}
return c;
}
接着来看DexPathList(源码位置libcore/dalvik/src/main/java/dalvik/system/DexPathList.java)，这里的findClass()方法又调用了Element中的findClass()方法，代码如下
public Class<?> findClass(String name, List<Throwable> suppressed) {
for (Element element : dexElements) {
Class<?> clazz = element.findClass(name, definingContext, suppressed);
if (clazz != null) {
return clazz;
}
}
if (dexElementsSuppressedExceptions != null) {
suppressed.addAll(Arrays.asList(dexElementsSuppressedExceptions));
}
return null;
}
再来看看dexElements的定义，是一个Element数组，这个类中储存真正的dex文件(DexFile)，具体内容可以看代码
private final Element[] dexElements;
最终又调用了Element中的findClass()方法，代码如下
public Class<?> findClass(String name, ClassLoader definingContext,
List<Throwable> suppressed) {
return dexFile != null ? dexFile.loadClassBinaryName(name, definingContext, suppressed) : null;
}
以上findClass的过程可以看下图
最后一步中可以看到会遍历Element数组，里面存储着ClassLoader中的dexFile，而且是顺序遍历的。如果在类查找的过程中有机会把patch修复的类插到最前面，这样就可以在执行方法的时候替换掉有bug的类，完成热修复。
实现
看核心代码，根据上面的思路，可以通过DexClassLoader加载一个patch，并将这个ClassLoader中的Element数组取出放到PathClassLoader中的Element数组前面即可，代码如下，变量中已dex开头的为DexClassLoader相关实例，以path开头的为PathClassLoader相关实例。
private static void mergePathList(Context context, String dexPath) {
File optPath = context.getDir("dex", Context.MODE_PRIVATE);
ClassLoader parent = context.getClassLoader();
if (parent == null) {
return;
}
//通过DexClassLoader加载apk
DexClassLoader dexClassLoader = new DexClassLoader(dexPath,
optPath.getAbsolutePath(), null, parent);
try {
//获取外部dex中的pathList
Class<?> baseDexClassLoader = Class.forName("dalvik.system.BaseDexClassLoader");
//获取dex中的pathList
Object dexPathList = getField(dexClassLoader, baseDexClassLoader, "pathList");
Object dexElements = getField(dexPathList, dexPathList.getClass(), "dexElements");
//获取本地apk中的pathList
PathClassLoader pathClassLoader = (PathClassLoader) context.getClassLoader();
Object pathPathList = getField(pathClassLoader, baseDexClassLoader, "pathList");
Object pathElements = getField(pathPathList, pathPathList.getClass(), "dexElements");
//合并pathList, 将修复bug的classLoader放在最前面
Object merge = mergeDex(dexElements, pathElements);
//将合并后的pathList设置回去
Object pathList = getField(pathClassLoader, baseDexClassLoader, "pathList");
setField(pathList, pathList.getClass(), "dexElements", merge);
Log.d(TAG, "mergePathList: finish merge");
} catch (NoSuchFieldException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
测试
我们自定义一个对象MyString，代码如下
public class MyString {
private String str;
public MyString(String str) {
this.str = str;
}
public int getLength() {
return str.length();
}
}
在activity中加一个按钮并实现onClick()方法，MyString传入null，这里必挂，因为成员变量str没有初始化
public void onCrashClick(View v) {
MyString myString = new MyString(null);
Log.d(TAG, "onCrashClick: " + myString.getLength());
}
接下来我们写一个patch.apk，新加一个Android工程，里面只实现修复后的MyString，代码如下
public class MyString {
private String str;
public MyString(String str) {
this.str = str;
}
public int getLength() {
return str == null ? 0 : str.length();
}
}
将生成好的apk文件push到手机中，然后在启动的时候进行加载，然后再调用onCrashClick()的时候可以看到没有crash，并且看到日志如下
12-27 14:39:17.947 3555-3555/com.test.hotfix D/MainActivity: onCrashClick: 0
至此，可以看到已经通过热修复的方式修复了先前的bug。
注意：在Android6.0之后的手机上，如果将patch放到了/sdcard中一定要申请读权限，否则即使加载成功，已无法得到dex文件，造成patch失败，开始的时候就踩了这个坑，明明ClassLoader加载成功了但是patch失败。
小结
通过加载patch.pak的方式，并将Element插入到PathClassLoader中的Element最前面的方式可以进行热修复，在实际上是可行的。
但是这样有个缺点，就是要改一个类中的某个方法需要将整个类下发，而且不能是Android的四大组件，使用起来有局限性。另一方面，加载类的时机不好确定，很难做到立即生效，时效性一般。
附上ClassLoader相关源码的git地址: https://github.com/aosp-mirror/platform_dalvik.git
