[老实李] Android 中的热修复方案总结

热修复的三个部分

热修复分为三个部分，分别是Java代码部分热修复，Native代码部分热修复，还有资源热修复。

资源部分热更新直接反射更改所有保存的AssetManager和Resources对象就行（可能需要重启应用）
Native代码部分也很简单，系统找到一个so文件的路径是根据ClassLoader找的，修改ClassLoader里保存的路径就行（可能需要重启应用）
Java部分的话目前主流有两种方式，一种是Java派，一种是Native派。

java派：通过修改ClassLoader来让系统优先加载补丁包里的类
代表作有腾讯的tinker，谷歌官方的Instant Run，包括multidex也是采用的这种方案
优点是稳定性较好，缺点是可能需要重启应用
native派：通过内存操作实现，比如方法替换等
代表作是阿里的SopHix，如果算上hook框架的话，还有dexposed，epic等等
优点是即时生效无需重启，缺点是稳定性不好：
如果采用方法替换方式实现，假如这个方法被内联/Sharpening优化了，那么就失效了；inline hook则无法修改超短方法。
热修复后使用反射调用对应方法时可能发生IllegalArgumentException。

类加载方案

什么是 dex?
Android系统仿照java搞了一个虚拟机，不过它不叫JVM，它叫Dalvik/ART VM他们还是有很大区别的（这是不是我们的重点)。我们只需要知道，Dalvik/ART VM 虚拟机加载类和资源也是要用到ClassLoader，不过Jvm通过ClassLoader加载的class字节码，而Dalvik/ART VM通过ClassLoader加载则是dex。
ClassLoader的加载过程
ClassLoader的加载过程,其中一个环节就是调用DexPathList的findClass的方法，如下所示:
libcore/dalvik/src/main/java/dalvik/system/DexPathList.java

public Class findClass(String name, List<Throwable> suppressed) {
        for (Element element : dexElements) {
            DexFile dex = element.dexFile;
            if (dex != null) {
                Class clazz = dex.loadClassBinaryName(name, definingContext, suppressed);
                if (clazz != null) {
                    return clazz;
                }
            }
        }
        if (dexElementsSuppressedExceptions != null) {
            suppressed.addAll(Arrays.asList(dexElementsSuppressedExceptions));
        }
        return null;
    }

Element内部封装了DexFile，DexFile用于加载dex文件，因此每个dex文件对应一个Element。
多个Element组成了有序的Element数组dexElements。当要查找类时，会先遍历dex文件数组，然后调用Element的findClass方法，其方法内部会调用DexFile的loadClassBinaryName方法查找类。如果在Element中（dex文件）找到了该类就返回，如果没有找到就接着在下一个Element中进行查找。
根据上面的查找流程，我们将有bug的类Key.class进行修改，再将Key.class打包成包含dex的补丁包Patch.jar，放在Element数组dexElements的第一个元素，这样会首先找到Patch.dex中的Key.class去替换之前存在bug的Key.class，排在数组后面的dex文件中的存在bug的Key.class根据ClassLoader的双亲委托模式就不会被加载，这就是类加载方案.

微信Tinker将新旧apk做了diff，得到patch.dex，然后将patch.dex与手机中apk的classes.dex做合并，生成新的classes.dex，然后在运行时通过反射将classes.dex放在Element数组的第一个元素。

JavaHook 方案

美团 Robus 为代表

打基础包时插桩，在每个方法前插入一段类型为 ChangeQuickRedirect 静态变量的逻辑
加载补丁时，从补丁包中读取要替换的类及具体替换的方法实现，新建 ClassLoader 加载补丁dex。
下面通过Robust的源码来进行分析。首先看一下打基础包是插入的代码逻辑，如下：

 public static ChangeQuickRedirect u;
protected void onCreate(Bundle bundle) {
        //为每个方法自动插入修复逻辑代码，如果ChangeQuickRedirect为空则不执行
        if (u != null) {
            if (PatchProxy.isSupport(new Object[]{bundle}, this, u, false, 78)) {
                PatchProxy.accessDispatchVoid(new Object[]{bundle}, this, u, false, 78);
                return;
            }
        }
        super.onCreate(bundle);
        ...
    }

Robust的核心修复源码如下：

public class PatchExecutor extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        ...
        applyPatchList(patches);
        ...
    }
    /**
     * 应用补丁列表
     */
    protected void applyPatchList(List<Patch> patches) {
        ...
        for (Patch p : patches) {
            ...
            currentPatchResult = patch(context, p);
            ...
            }
    }
     /**
     * 核心修复源码
     */
    protected boolean patch(Context context, Patch patch) {
        ...
        //新建ClassLoader
        DexClassLoader classLoader = new DexClassLoader(patch.getTempPath(), context.getCacheDir().getAbsolutePath(),
                null, PatchExecutor.class.getClassLoader());
        patch.delete(patch.getTempPath());
        ...
        try {
            patchsInfoClass = classLoader.loadClass(patch.getPatchesInfoImplClassFullName());
            patchesInfo = (PatchesInfo) patchsInfoClass.newInstance();
            } catch (Throwable t) {
             ...
        }
        ...
        //通过遍历其中的类信息进而反射修改其中 ChangeQuickRedirect 对象的值
        for (PatchedClassInfo patchedClassInfo : patchedClasses) {
            ...
            try {
                oldClass = classLoader.loadClass(patchedClassName.trim());
                Field[] fields = oldClass.getDeclaredFields();
                for (Field field : fields) {
                    if (TextUtils.equals(field.getType().getCanonicalName(), ChangeQuickRedirect.class.getCanonicalName()) && TextUtils.equals(field.getDeclaringClass().getCanonicalName(), oldClass.getCanonicalName())) {
                        changeQuickRedirectField = field;
                        break;
                    }
                }
                ...
                try {
                    patchClass = classLoader.loadClass(patchClassName);
                    Object patchObject = patchClass.newInstance();
                    changeQuickRedirectField.setAccessible(true);
                    changeQuickRedirectField.set(null, patchObject);
                    } catch (Throwable t) {
                    ...
                }
            } catch (Throwable t) {
                 ...
            }
        }
        return true;
    }
}