本专题梳理下热修插件相关知识点，后续也好翻阅回顾。
开篇先简单梳理一些相关基本概念。
一、编译相关文件介绍
libdvm.so dalvik库文件。android 5.0之前使用，5.0及之后切换为libart.so
libart.so art库文件。zygote启动时main方法中执行AndroidRuntime::start，加载libart.so。
dex2oat /system/bin目录下的编译脚本。
.dex 符合android虚拟机规范的字节码文件，编译的源文件。
.vdex 存储预先验证的dex文件，在有效期内能减少不必要的dex文件验证。
.odex 包含了完整的dex文件和编译后的机器码。在有效期内可以直接执行编译好的机器码。.oat文件已被.odex取代
.art Image文件，记录应用启动热点函数相关地址，方便寻址。在speed-profile模式下根据热点函数进行类的预加载，预加载后的类可以直接map到内存中使用，不需要从dex中加载解析。
文件所在目录：
主apk包：
/data/app/cn.com.sina.sports--15rQHIm3VJ-9s1v4EUDfQ== # ls
base.apk lib oat
编译后生成的文件目录：一般应用安装后就会生成这三个文件
/data/app/cn.com.sina.sports--15rQHIm3VJ-9s1v4EUDfQ==/oat/arm or arm64 # ls
base.art base.odex base.vdex
历史演变：
| 版本 | 特点 |
|---|---|
| <=6.0 | 输出只有odex文件，其中包含了完整的dex文件和编译后的机器码。 |
| 7.0 | 输出文件有odex和art文件。 |
| 8.0 | 输出文件有odex、art和vdex文件。 |
简单说：.vdex就是优化文件验证，.art就是优化类加载。
二、 编译方式
历史演变：
| 版本 | 原理 | 优缺点 |
|---|---|---|
| Android 4.x(Interpreter + JIT) | 代码默认走解释器，但热点函数会执行JIT进行即时编译 | 优点：占用内存少 缺点：退出app下次启动需要重复编译。 |
| Android 5.0/5.1/6.0(interpreter + AOT) | 在AOT模式下，App在安装过程时， 就会完成所有编译。 | 优点：性能好 缺点：App安装时间长，占用存储空间多。 |
| Android 7.0之后(Interpreter + JIT + AOT) | 代码默认走解释器，但热点函数会执行JIT进行即时编译，在特定场景下会按compile-filter进行AOT编译 | 比较于纯AOT模式：安装时间缩短，占用存储空间相对少些。比较于纯JIT，性能更好。 |
编译方式：具有JIT（Just-In-Time）和AOT(Ahead-of-Time)两种编译方式。
执行方式：解释器执行 和 执行编译后的机器码 两种执行方式。
机器码生成方式：JIT生成的机器码缓存在内存中，优化解释模式的执行，属于运行时优化。而OAT生成的机器码缓存为文件，属于持久化优化，每次编译会更新文件，但是更新频率并不高。
使用dex2oat进行AOT编译的compile filter:
-
verify：只运行 DEX 代码验证。 -
quicken：运行 DEX 代码验证，并优化一些 DEX 指令，以获得更好的解释器性能。 -
speed-profile：运行 DEX 代码验证，并对配置文件中列出的方法进行 AOT 编译。 -
speed：运行 DEX 代码验证，并对所有方法进行 AOT 编译。
三、系统触发OAT编译的时机
| 路径 | 描述 | 编译方式 | 编译内容 |
|---|---|---|---|
| Install | 应用安装触发的编译 | speed-profile | 主apk |
| OTA升级 | 系统升级触发的编译 | verify | 主apk |
| load dexFile | 动态加载插件触发的编译 | quicken | 插件 |
| postboot | 开机1分钟后，jobService触发的编译 | verify | 主apk |
| idle&charge | 同时满足charge、idle状态且24小时内只触发一次，主apk通过installd触发编译,插件通过虚拟机触发编译 | speed-profile | 主apk 和 插件 |
注：OTA编译是通过dex2oat脚本执行的。
四、源码中触发dex2oat编译的两条路径
4.1 由Installd触发
核心方法：
frameworks/base/services/core/java/com/android/server/pm/PackageDexOptimizer.java
private int dexOptPath(PackageParser.Package pkg, String path, String isa,
String compilerFilter, boolean profileUpdated, String classLoaderContext,
int dexoptFlags, int uid, CompilerStats.PackageStats packageStats, boolean downgrade,
String profileName, String dexMetadataPath, int compilationReason) {
//判断是否主要做dex2oat编译
int dexoptNeeded = getDexoptNeeded(path, isa, compilerFilter, classLoaderContext,
profileUpdated, downgrade);
if (Math.abs(dexoptNeeded) == DexFile.NO_DEXOPT_NEEDED) {
return DEX_OPT_SKIPPED;
}
...
//通过installd走dex2oat编译
mInstaller.dexopt(path, uid, pkg.packageName, isa, dexoptNeeded, oatDir, dexoptFlags,
compilerFilter, pkg.volumeUuid, classLoaderContext, pkg.applicationInfo.seInfo,
false /* downgrade*/, pkg.applicationInfo.targetSdkVersion,
profileName, dexMetadataPath,
getAugmentedReasonName(compilationReason, dexMetadataPath != null));
...
}
这个方法主要就干了两件事：判断是否需要做dex2oat 和 通过Installer binder call给installd(7.0及之前它与Installer进行socket通信) 去执行dexopt操作。
4.2 加载dex流程触发
编译的核心方法在oat_file_manager.cc中的OpenDexFilesFromOat,这里通过oat_file_assistant.cc执行isUpToDate判断dex文件是否需要编译，如果需要走它的MakeUpToDate方法，执行编译。MakeUpToDate中如果需要执行编译会走GenerateOatFileNoChecks，最终调用其Dex2Oat方法，调整好参数传给dex2oat这个执行文件去Exec。
参考：
https://source.android.com/devices/tech/dalvik/jit-compiler
https://source.android.com/devices/tech/dalvik/configure
https://www.zhihu.com/question/55652975
https://www.zhihu.com/question/275955357
