Android热修复技术对比

2015年以来,Android开发领域里对热修复技术的讨论和分享越来越多,同时也出现了一些不同的解决方案,如QQ空间补丁方案、阿里AndFix以及微信Tinker,它们在原理各有不同,适用场景各异,到底采用哪种方案,通过介绍QQ空间补丁、Tinker以及基于AndFix的阿里百川HotFix技术的原理分析和横向比较

一、热修复的技术的发展史

1、热修复技术的由来

从传统的开发流程来讲,存在很多弊端:

  • 重新发版本的代价太大
  • 用户下载安装成本太高
  • bug修复不及时,用户体验太差

2、热修复开发流程

上线版本--用户安装--发现bug--紧急修复--打出补丁,推送给用户--自动拉取补丁修复

而热修复的开发流程显得更加灵活,优势很多:

  • 无需重新发版,实时高效热修复
  • 用户无感知修复,无需下载新的应用,代价小
  • 修复成功率高,把损失降到最低

二、三大主流的热修复技术

1、QQ空间超级补丁技术

超级补丁技术基于DEX分包方案,使用了多DEX加载的原理,大致的过程就是:

  • 把BUG方法修复以后,放到一个单独的DEX里,插入到dexElements数组的最前面,让虚拟机去加载修复完后的方法。当patch.dex中包含Test.class时就会优先加载,在后续的DEX中遇到Test.class的
    话就会直接返回而不去加载,这样就达到了修复的目的。
  • 但是有一个问题是,当两个调用关系的类不在同一个DEX时,就会产生异常报错。我们知道,在APK安装时,虚拟机需要将classes.dex优化成odex文件,然后才会执行。在这个过程中,会进行类的verify
    操作,如果调用关系的类都在同一个 DEX中的话就会被打上CLASS_ISPREVERIFIED的标志,然后才会写入odex文件。
  • 所以,为了可以正常的进行打补丁修复,必须避免类被打上CLASS_ISPREVERIFIED 标志,具体的做法就是单独放一个类在另外DEX中,让其他类调用。

修复的主要步骤:

  • 可以看出是通过获取到当前应用的Classloader
  • 通过反射调用pathList的dexElements方法把patch.dex转化为Element[]
  • 两个Element[]进行合并,把patch.dex放到最前面去
  • 加载Element[],达到修复目的


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优势:

  • 没有整合包(这是和下面微信的Tinker比起来),产物表较小,比较灵活
  • 可以实现类替换,兼容性高。(某些三星手机不起作用)

不足:

  • 不会及时生效,必须通过重启才能生效。
  • 时严重,会增加启动时间,导致ANR的概率明显增大

2、微信Tinker

  • 微信针对QQ空间超级补丁技术的不足提出了一个提供DEX差量包,整体替换DEX的方案。主要的原理是与QQ空间超级补丁技术基本相同,区别在于不再将 patch.dex增加到elements数组中,而是差量
    的方式给出patch.dex,然后将patch.dex与应用的classes.dex合并,然后整体替换掉旧的DEX,达
    到修复的目的。
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优势:

  • 合成整包,不用在构造函数插入代码,防止verify,verify和opt在编译期间就已经完成,不会在运行期间进行
  • 性能提高。兼容性和稳定性比较高
  • 开发者透明,不需要对包进行额外处理

劣势:

  • 与超级补丁技术一样,不支持即时生效,必须通过重启应用的方式才能效
  • 需要给应用开启新的进程才能进行合并,并且很容易因为内存消耗等原因合并失败。
  • 合并时占用额外磁盘空间,对于多DEX的应用来说,如果修改了多个DEX文件,就需要下发多个patch.dex与对应
    的classes.dex进行合并操作时这种情况会更严重,因此合并过程的失败率也会更高

3、阿里百川HotFix

  • 阿里百川推出的热修复HotFix服务,相对于QQ空间超级补丁技术和微信Tinker来说,定位于紧急bug修复的场景下,能够最及时的修复bug,下拉补丁立即生效无需等待。
    实现的原理:
  • AndFix不同于QQ空间超级补丁技术和微信Tinker通过增加或替换整个DEX的方案,提供了一种运行时在Native修改Filed指针的方式,实现方法的替
    换,达到即时生效无需重启,对应用无性能消耗的目的

实现的过程步骤:

  • 打开链接库操作句柄,获得native层内部函数,得到ClassObject对象
  • 修改访问权限属性为public
  • 得到新旧方法的指针,新的方法指向目标方法,实现方法的替换
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优势:

  • bug的修复的及时性
  • 补丁包同样采用差量技术,生成patch体积最小
  • 对应用无入侵,几乎无性能损耗

不足:

  • 不支持新增字段,以及修改<init>方法,也不支持对资源的替换。
  • 由于厂商的自定义ROM,对少数机型暂不支持。

三、总结:

  • QQ空间超级补丁技术和微信Tinker 支持新增类和资源的替换,在一些功能化的更新上更为强大,但对应用的性能和稳定会有的一定的影响;阿里百川HotFix虽然暂时不支持新增类
    和资源的替换,对新功能的发布也有所限制,但是作为一项定位为线上紧急BUG的热修复的服务来说,能够真正做到BUG即时修复用户无感知,同时保证对应用性能不产生不必要的损
    耗,在热修复方面不失为一个好的选择


    性能比较@2x.png
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