Small插件化框架源码分析

简介

Small框架写得非常简洁,核心类只有几个。大概涉及以下几部分:

  1. gradle-small插件:Small中的一个gradle自定义插件,用于打包组件
  2. aapt:用于分离资源文件,重设资源id等等
  3. 插件类的加载:动态加载.so包
  4. 插件资源id冲突问题
  5. Activity启动和生命周期问题

如果没有看过Small的wiki,建议先看一下Small Android

三个核心问题的解决

插件类的加载

这个问题的解决和其它插件化框架的解决方法差不多。
wiki 里面写得很清楚了。Android的类是由DexClassLoader加载的,通过反射可以将插件包动态加载进去。Small的gradle插件生成的是.so包,在初始化的时候会通过.so文件生成.zip文件,再由.zip文件生成一个dex元素,反射添加到宿主类加载器的dexPathList里。

插件资源id冲突问题

small的作者通过修改aapt的生成产物解决了。这一部分涉及到gradle自定义插件的内容,稍后再分析。wiki Android dynamic load resources 里面说得比较清楚。插件里的资源通过AssetManager加载。

解决Activity注册和生命周期问题

这个问题也解决得非常巧妙。具体可以先看这里wiki。大概就是,在宿主工程里预先注册几个Activity占坑,Instrumentation启动Activity时导向已注册的Activity,但是在Instrumentation生成Activity实例时(newActivity方法)通过真实的类生成。Activity的启动是在Instrumentation 里实现的,用InstrumentationWrapper类继承Instrumentation,并且通过反射将ActivityThread 里的mInstrumentation实例替换掉。

  1. 第一步,在宿主Activity注册特殊命名的Activity占坑
    <application>
        <!-- Stub Activities -->
        <!-- 1 standard mode -->
        <activity android:name=".A.0" android:launchMode="standard"/>
        <!-- 4 singleTask mode -->
        <activity android:name=".A.1$0" android:launchMode="singleTask"/>
        <activity android:name=".A.1$1" android:launchMode="singleTask"/>
        <activity android:name=".A.1$2" android:launchMode="singleTask"/>
        <activity android:name=".A.1$3" android:launchMode="singleTask"/>
        <!-- 4 singleTop mode -->
        <activity android:name=".A.2$0" android:launchMode="singleTop"/>
        <activity android:name=".A.2$1" android:launchMode="singleTop"/>
        <activity android:name=".A.2$2" android:launchMode="singleTop"/>
        <activity android:name=".A.2$3" android:launchMode="singleTop"/>
        <!-- 4 singleInstance mode -->
        <activity android:name=".A.3$0" android:launchMode="singleInstance"/>
        <activity android:name=".A.3$1" android:launchMode="singleInstance"/>
        <activity android:name=".A.3$2" android:launchMode="singleInstance"/>
        <activity android:name=".A.3$3" android:launchMode="singleInstance"/>

        <!-- Web Activity -->
        <activity android:name=".webkit.WebActivity"
            android:screenOrientation="portrait"
            android:windowSoftInputMode="stateHidden|adjustPan"/>
        <!--<service android:name="net.wequick.small.service.UpgradeService"-->
            <!--android:exported="false"/>-->
    </application>
  1. 第二步,Small初始化时注入instrumentation
    @Override
    public void setUp(Context context) {
        super.setUp(context);
        // Inject instrumentation
        if (sHostInstrumentation == null) {
            try {
                final Class<?> activityThreadClass = Class.forName("android.app.ActivityThread");
                final Method method = activityThreadClass.getMethod("currentActivityThread");
                Object thread = method.invoke(null, (Object[]) null);
                Field field = activityThreadClass.getDeclaredField("mInstrumentation");
                field.setAccessible(true);
                sHostInstrumentation = (Instrumentation) field.get(thread);
                Instrumentation wrapper = new InstrumentationWrapper();
                field.set(thread, wrapper);

                if (context instanceof Activity) {
                    field = Activity.class.getDeclaredField("mInstrumentation");
                    field.setAccessible(true);
                    field.set(context, wrapper);
                }
            } catch (Exception ignored) {
                ignored.printStackTrace();
                // Usually, cannot reach here
            }
        }
    }

在继承的InstrumentationWrapper类中,wrapIntent方法将启动的Activity导向已注册的占坑Activity,并把真实要启动的Activity类名存在intent的Category中,在newActivity方法执行时unwrapIntent,启动真实的Activity

        /** @Override V21+
         * Wrap activity from REAL to STUB */
        public ActivityResult execStartActivity(
                Context who, IBinder contextThread, IBinder token, Activity target,
                Intent intent, int requestCode, android.os.Bundle options) {
            wrapIntent(intent);   //
            return ReflectAccelerator.execStartActivityV21(sHostInstrumentation,
                    who, contextThread, token, target, intent, requestCode, options);
        }

        private void wrapIntent(Intent intent) {
            String realClazz = intent.getComponent().getClassName();
            ActivityInfo ai = sLoadedActivities.get(realClazz);
            if (ai == null) return;

            intent.addCategory(REDIRECT_FLAG + realClazz);   //实际要启动的Activity类名储存在intent的Category中,加上一个特殊的REDIRECT_FLAG标记
            String stubClazz = dequeueStubActivity(ai, realClazz);
            intent.setComponent(new ComponentName(Small.getContext(), stubClazz));
        }

        @Override
        /** Unwrap activity from STUB to REAL */
        public Activity newActivity(ClassLoader cl, String className, Intent intent)
                throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {
            // Stub -> Real
            if (!className.startsWith(STUB_ACTIVITY_PREFIX)) {
                return super.newActivity(cl, className, intent);
            }
            className = unwrapIntent(intent, className);
            Activity activity = super.newActivity(cl, className, intent);
            return activity;
        }


        private String unwrapIntent(Intent intent, String className) {
            Set<String> categories = intent.getCategories();
            if (categories == null) return className;

            // Get plugin activity class name from categories
            Iterator<String> it = categories.iterator();
            String realClazz = null;
            while (it.hasNext()) {
                String category = it.next();
                if (category.charAt(0) == REDIRECT_FLAG) {
                    realClazz = category.substring(1);
                    break;
                }
            }
            if (realClazz == null) return className;
            return realClazz;
        }

Small的初始化

Small主要有下面这几个类


主要的类

Small类:提供操作Bundle的静态方法
Bundle类: 加载组件,用类加载器把.so文件加载进来,解析bundle.json配置文件
Launcher :用于启动宿主activity或插件activity

初始化流程

下面讲讲Small的初始化过程,从setUp方法开始

   public static void setUp(Context context, Bundle.OnLoadListener listener) {
        Context appContext = context.getApplicationContext();
        sContext = appContext;
        saveActivityClasses(appContext);
        LocalBroadcastManager.getInstance(appContext).registerReceiver(new OpenUriReceiver(),
                new IntentFilter(EVENT_OPENURI));
        //判断宿主版本
        int backupHostVersion = getHostVersionCode();
        int currHostVersion = 0;
        try {
            PackageInfo pi = appContext.getPackageManager().getPackageInfo(
                    appContext.getPackageName(), 0);
            currHostVersion = pi.versionCode;
        } catch (PackageManager.NameNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        if (backupHostVersion != currHostVersion) {
            sIsNewHostApp = true;
            setHostVersionCode(currHostVersion);
            clearAppCache(appContext);
        } else {
            sIsNewHostApp = false;
        }
        // Register default bundle launchers
        registerLauncher(new ActivityLauncher());
        registerLauncher(new ApkBundleLauncher());
        registerLauncher(new WebBundleLauncher());
        //初始化bundle
        Bundle.setupLaunchers(context);
        // Load bundles
        Bundle.loadLaunchableBundles(listener);
    }

主要做了以下这些事:

  1. 记录host中注册的activity,用hashmap存起来,对应saveActivityClasses方法
  2. 注册bundle launcher并初始化
  3. 解析bundle.json文件

bundle launcher的初始化

  public static void setupLaunchers(Context context) {
        if (sBundleLaunchers == null) return;
        for (BundleLauncher launcher : sBundleLaunchers) {
            launcher.setUp(context);
        }
    }

只有ApkBundleLauncher重写了setUp方法,该方法注入instrumentation,为解决Activity的启动和生命周期问题做准备。

    @Override
    public void setUp(Context context) {
        super.setUp(context);
        // Inject instrumentation
        if (sHostInstrumentation == null) {
            try {
                final Class<?> activityThreadClass = Class.forName("android.app.ActivityThread");
                final Method method = activityThreadClass.getMethod("currentActivityThread");
                Object thread = method.invoke(null, (Object[]) null);
                Field field = activityThreadClass.getDeclaredField("mInstrumentation");
                field.setAccessible(true);
                sHostInstrumentation = (Instrumentation) field.get(thread);
                Instrumentation wrapper = new InstrumentationWrapper();
                field.set(thread, wrapper);

                if (context instanceof Activity) {
                    field = Activity.class.getDeclaredField("mInstrumentation");
                    field.setAccessible(true);
                    field.set(context, wrapper);
                }
            } catch (Exception ignored) {
                ignored.printStackTrace();
                // Usually, cannot reach here
            }
        }
    }

解析bundle.json文件,加载bundle

bundle.json用于配置插件的路由,实现了Activity的url化,使插件间可以互相访问

这是bundle.json文件的一个样例

{
  "version": "1.0.0",
  "bundles": [
    {
      "uri": "lib.utils",
      "pkg": "net.wequick.example.small.lib.utils"
    },
    {
      "uri": "main",
      "pkg": "net.wequick.example.small.app.main"
    },
    {
      "uri": "home",
      "pkg": "net.wequick.example.small.app.home"
    },
    {
      "uri": "message",
      "pkg": "net.wequick.example.small.app.message"
    },
    {
      "uri": "find",
      "pkg": "net.wequick.example.small.app.find"
    },
    {
      "uri": "mine",
      "pkg": "net.wequick.example.small.app.mine"
    },
    {
      "uri": "detail",
      "pkg": "net.wequick.example.small.app.detail",
      "rules": {
        "page1": ".TestActivity"
      }
    },
    {
      "uri": "about",
      "pkg": "net.wequick.example.small.web.about"
    }
  ]
}

解析文件的过程比较简单,读取文件,解析为json

    /**
     * Load bundles from manifest
     */
    public static void loadLaunchableBundles(OnLoadListener listener) {
        mListener = listener;
        Context context = Small.getContext();
        // Read manifest file
        File manifestFile = new File(context.getFilesDir(), BUNDLE_MANIFEST_NAME);
        manifestFile.delete();
        String manifestJson;
        if (!manifestFile.exists()) {
            // Copy asset to files
            try {
                InputStream is = context.getAssets().open(BUNDLE_MANIFEST_NAME);
                int size = is.available();
                byte[] buffer = new byte[size];
                is.read(buffer);
                is.close();

                manifestFile.createNewFile();
                FileOutputStream os = new FileOutputStream(manifestFile);
                os.write(buffer);
                os.close();

                manifestJson = new String(buffer, 0, size);
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
                return;
            }
        } else {
            try {
                BufferedReader br = new BufferedReader(new FileReader(manifestFile));
                StringBuilder sb = new StringBuilder();
                String line;
                while ((line = br.readLine()) != null) {
                    sb.append(line);
                }
                manifestJson = sb.toString();
            } catch (FileNotFoundException e) {
                e.printStackTrace();
                return;
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
                return;
            }
        }
        // Parse manifest file
        try {
            JSONObject jsonObject = new JSONObject(manifestJson);
            String version = jsonObject.getString("version");
            loadManifest(version, jsonObject);
        } catch (JSONException e) {
            e.printStackTrace();
            return;
        }
    }

加载bundle

下面说说加载bundle时具体干了什么。

  1. 用.so文件生成dex文件,通过反射添加到类加载器的dexElements里面去
  2. 一个bundle对应一个.so文件,加载bundle的过程就是用PackageManager把.so文件包含的信息读取出来,将.so的activityInfo读出来,存到一个hashmap里。
   public static boolean expandDexPathList(ClassLoader cl, String dexPath,
                                     String libraryPath, String optDexPath) {
        try {
            File pkg = new File(dexPath);
            DexFile dexFile = DexFile.loadDex(dexPath, optDexPath, 0);  //.so加载成DexFile
            Object element = makeDexElement(pkg, dexFile);    //反射生成DexPathList的Element
            fillDexPathList(cl, element);  //添加到DexPathList里
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return false;
        }
        return true;
    }
    /**
     * Make dex element
     * @see <a href="https://android.googlesource.com/platform/libcore-snapshot/+/ics-mr1/dalvik/src/main/java/dalvik/system/DexPathList.java">DexPathList.java</a>
     * @param pkg archive android package with any file extensions
     * @param dexFile
     * @return dalvik.system.DexPathList$Element
     */
    private static Object makeDexElement(File pkg, DexFile dexFile) throws Exception {
        if (sDexElementClass == null) {
            sDexElementClass = Class.forName("dalvik.system.DexPathList$Element");
        }
        if (sDexElementConstructor == null) {
            sDexElementConstructor = sDexElementClass.getConstructors()[0];
        }
        Class<?>[] types = sDexElementConstructor.getParameterTypes();
        switch (types.length) {
            case 3:
                if (types[1].equals(ZipFile.class)) {
                    // Element(File apk, ZipFile zip, DexFile dex)
                    ZipFile zip = new ZipFile(pkg);
                    return sDexElementConstructor.newInstance(pkg, zip, dexFile);
                } else {
                    // Element(File apk, File zip, DexFile dex)
                    return sDexElementConstructor.newInstance(pkg, pkg, dexFile);
                }
            case 4:
            default:
                // Element(File apk, boolean isDir, File zip, DexFile dex)
                return sDexElementConstructor.newInstance(pkg, false, pkg, dexFile);
        }
    }
 private static void fillDexPathList(ClassLoader cl, Object element)
            throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {
        if (sPathListField == null) {
            sPathListField = getDeclaredField(DexClassLoader.class.getSuperclass(), "pathList");
        }
        Object pathList = sPathListField.get(cl);
        if (sDexElementsField == null) {
            sDexElementsField = getDeclaredField(pathList.getClass(), "dexElements");
        }
        expandArray(pathList, sDexElementsField, new Object[]{element}, true);
    }

暂时先写到这,下一步会分析Small提供的gradle自定义插件。

つづく

最后编辑于
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