一年好景君须记，最是橙黄橘绿时。这篇文章主要讲述Android热修复学习之旅——HotFix完全解析相关的知识，希望能为你提供帮助。
在上一篇博客 Android热修复学习之旅开篇——热修复概述中， 简单介绍了各个热修复框架的原理， 本篇博客我将详细分析QQ空间热修复方案。
Android dex分包原理介绍 QQ空间热修复方案基于android dex分包基础之上， 简单概述android dex分包的原理就是： 就是把多个dex文件塞入到app的classloader之中， 但是android dex拆包方案中的类是没有重复的， 如果classes.dex和classes1.dex中有重复的类， 当classes.dex和classes1.dex中都具有同一个类的时候， 那么classloader会选择加载哪个类呢？ 这要从classloader的源码入手， 加载类是通过classloader的loadClass方法实现的， 所以我们看一下loadClass的源码：

/** * Loads the class with the specified name. Invoking this method is * equivalent to calling {@ code loadClass(className, false)}. * < p> * < strong> Note:< /strong> In the Android reference implementation, the * second parameter of {@ link #loadClass(String, boolean)} is ignored * anyway. * < /p> * * @ return the {@ code Class} object. * @ param className *the name of the class to look for. * @ throws ClassNotFoundException *if the class can not be found. */ public Class< ?> loadClass(String className) throws ClassNotFoundException { return loadClass(className, false); }

protected Class< ?> loadClass(String className, boolean resolve) throws ClassNotFoundException { Class< ?> clazz = findLoadedClass(className); if (clazz = = null) { ClassNotFoundException suppressed = null; try { clazz = parent.loadClass(className, false); } catch (ClassNotFoundException e) { suppressed = e; }if (clazz = = null) { try { clazz = findClass(className); } catch (ClassNotFoundException e) { e.addSuppressed(suppressed); throw e; } } }return clazz; }

classloader是基于 双亲代理模型的， 具体关于classloader的详细解析， 可以查看我的这篇文章： Android插件化学习之路（ 二） 之ClassLoader完全解析
简单来说就是ClassLoader用loadClass方法调用了findClass方法， 点进去发现findClass是抽象方法， 而这个方法的实现是在它的子类BaseDexClassLoader中， 而BaseDexClassLoader重载了这个方法， 得到BaseDexClassLoader， 进入到BaseDexClassLoader类的findClass方法中

#BaseDexClassLoader @ Override protected Class< ?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException { Class clazz = pathList.findClass(name); if (clazz = = null) { throw new ClassNotFoundException(name); }return clazz; }#DexPathList public Class findClass(String name) { for (Element element : dexElements) { DexFile dex = element.dexFile; if (dex != null) { Class clazz = dex.loadClassBinaryName(name, definingContext); if (clazz != null) { return clazz; } } }return null; }#DexFile public Class loadClassBinaryName(String name, ClassLoader loader) { return defineClass(name, loader, mCookie); } private native static Class defineClass(String name, ClassLoader loader, int cookie);

一个ClassLoader可以包含多个dex文件， 每个dex文件是一个Element， 多个dex文件排列成一个有序的数组dexElements， 当找类的时候， 会按顺序遍历dex文件， 然后从当前遍历的dex文件中找类， 如果找类则返回， 如果找不到从下一个dex文件继续查找。
理论上， 如果在不同的dex中有相同的类存在， 那么会优先选择排在前面的dex文件的类

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所以， QQ空间正是基于ClassLoader的这个原理， 把有问题的类打包到一个dex（ patch.dex） 中去， 然后把这个dex插入到Elements的最前面

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关于如何进行dex分包后面再单独开一篇博客进行分析。
CLASS_ISPREVERIFIED的问题 采用dex分包方案会遇到的问题， 也就是CLASS_ISPREVERIFIED的问题， 简单来概括就是：
在虚拟机启动的时候， 当verify选项被打开的时候， 如果static方法、private方法、构造函数等， 其中的直接引用（ 第一层关系） 到的类都在同一个dex文件中， 那么该类就会被打上CLASS_ISPREVERIFIED标志。
那么， 我们要做的就是， 阻止该类打上CLASS_ISPREVERIFIED的标志。
注意下， 是阻止引用者的类， 也就是说， 假设你的app里面有个类叫做AClass， 再其内部引用了BClass。发布过程中发现BClass有编写错误， 那么想要发布一个新的BClass类， 那么你就要阻止AClass这个类打上CLASS_ISPREVERIFIED的标志。
也就是说， 你在生成apk之前， 就需要阻止相关类打上CLASS_ISPREVERIFIED的标志了。如何阻止， 简单来说， 让AClass在构造方法中， 去引用别的dex文件， 比如： C.dex中的某个类即可。
所以总结下来， 防止这个错误， 只需要：
1、动态改变BaseDexClassLoader对象间接引用的dexElements； 2、在app打包的时候， 阻止相关类去打上CLASS_ISPREVERIFIED标志。
热修复框架HotFix解析 采用QQ空间的热修复方案而实现的开源热修复框架就是HotFix,说到了使用dex分包方案会遇到CLASS_ISPREVERIFIED问题， 而解决方案就是在dx工具执行之前， 将所有的class文件， 进行修改， 再其构造中添加System.out.println(dodola.hackdex.AntilazyLoad.class)， 然后继续打包的流程。注意： AntilazyLoad.class这个类是独立在hack.dex中。
dex分包方案实现需要关注以下问题：
1.如何解决CLASS_ISPREVERIFIED问题
2.如何将修复的.dex文件插入到dexElements的最前面
那么如何达到这个目的呢？ 在HotFix中采用的javassist来达到这个目的， 以下是HotFix中的PatchClass.groovy代码

public class PatchClass { /** * 植入代码 * @ param buildDir 是项目的build class目录,就是我们需要注入的class所在地 * @ param lib 这个是hackdex的目录,就是AntilazyLoad类的class文件所在地 */ public static void process(String buildDir, String lib) {println(lib) ClassPool classes = ClassPool.getDefault() classes.appendClassPath(buildDir) classes.appendClassPath(lib)//下面的操作比较容易理解,在将需要关联的类的构造方法中插入引用代码 CtClass c = classes.getCtClass(" dodola.hotfix.BugClass" ) if (c.isFrozen()) { c.defrost() } println(" = = = = 添加构造方法= = = = " ) def constructor = c.getConstructors()[0]; constructor.insertBefore(" System.out.println(dodola.hackdex.AntilazyLoad.class); " ) c.writeFile(buildDir)CtClass c1 = classes.getCtClass(" dodola.hotfix.LoadBugClass" ) if (c1.isFrozen()) { c1.defrost() } println(" = = = = 添加构造方法= = = = " ) def constructor1 = c1.getConstructors()[0]; constructor1.insertBefore(" System.out.println(dodola.hackdex.AntilazyLoad.class); " ) c1.writeFile(buildDir)}static void growl(String title, String message) { def proc = [" osascript" , " -e" , " display notification \\" ${message}\\" with title \\" ${title}\\" " ].execute() if (proc.waitFor() != 0) { println " [WARNING] ${proc.err.text.trim()}" } } }

其实内部做的逻辑就是： 通过ClassPool对象， 然后添加classpath。然后从classpath中找到LoadBugClass， 拿到其构造方法， 在其中插入一行代码。
到这里插入代码的操作已经完成， 但是还存在另外一个问题， 那就是如何在dx之前去进行上述脚本的操作？
答案就在HotFix的app/build.gradle中

apply plugin: ' com.android.application' task(' processWithJavassist' ) < < { String classPath = file(' build/intermediates/classes/debug' )//项目编译class所在目录 dodola.patch.PatchClass.process(classPath, project(' :hackdex' ).buildDir .absolutePath + ' /intermediates/classes/debug' )//第二个参数是hackdex的class所在目录} buildTypes { debug { minifyEnabled false proguardFiles getDefaultProguardFile(' proguard-android.txt' ), ' proguard-rules.pro' } release { minifyEnabled false proguardFiles getDefaultProguardFile(' proguard-android.txt' ), ' proguard-rules.pro' } } applicationVariants.all { variant -> variant.dex.dependsOn < < processWithJavassist //在执行dx命令之前将代码打入到class中 }

可以看到在build.gradle中， 在执行dx之前， 会先执行processWithJavassist这个任务。这样会执行PatchClass.groovy的脚本， 在构造方法中进行注入
将修复的.dex文件插入dexElements
寻找class是遍历dexElements； 然后我们的AntilazyLoad.class实际上并不包含在apk的classes.dex中， 并且根据上面描述的需要， 我们需要将AntilazyLoad.class这个类打成独立的hack_dex.jar， 注意不是普通的jar， 必须经过dx工具进行转化。
具体做法:

jar cvf hack.jar dodola/hackdex/* dx--dex --output hack_dex.jar hack.jar

还记得之前我们将所有的类的构造方法中都引用了AntilazyLoad.class， 所以我们需要把hack_dex.jar插入到dexElements， 而在hotfix中， 就是在Application中完成这个操作的

ublic class HotfixApplication extends Application {@ Override public void onCreate() { super.onCreate(); File dexPath = new File(getDir(" dex" , Context.MODE_PRIVATE), " hackdex_dex.jar" ); Utils.prepareDex(this.getApplicationContext(), dexPath, " hackdex_dex.jar" ); HotFix.patch(this, dexPath.getAbsolutePath(), " dodola.hackdex.AntilazyLoad" ); try { this.getClassLoader().loadClass(" dodola.hackdex.AntilazyLoad" ); } catch (ClassNotFoundException e) { e.printStackTrace(); }} }

在app的私有目录创建一个文件， 然后调用Utils.prepareDex将assets中的hackdex_dex.jar写入该文件。 Utils.prepareDex中其实就是文件的读写操作， 注意： 前提是你把hackdex_dex.jar放入到assets中

public class Utils { private static final int BUF_SIZE = 2048; public static boolean prepareDex(Context context, File dexInternalStoragePath, String dex_file) { BufferedInputStream bis = null; OutputStream dexWriter = null; try { bis = new BufferedInputStream(context.getAssets().open(dex_file)); dexWriter = new BufferedOutputStream(new FileOutputStream(dexInternalStoragePath)); byte[] buf = new byte[BUF_SIZE]; int len; while ((len = bis.read(buf, 0, BUF_SIZE)) > 0) { dexWriter.write(buf, 0, len); } dexWriter.close(); bis.close(); return true; } catch (IOException e) { if (dexWriter != null) { try { dexWriter.close(); } catch (IOException ioe) { ioe.printStackTrace(); } } if (bis != null) { try { bis.close(); } catch (IOException ioe) { ioe.printStackTrace(); } } return false; } } }

接下来HotFix.patch就是去反射去修改dexElements了

public static void patch(Context context, String patchDexFile, String patchClassName) { if (patchDexFile != null & & new File(patchDexFile).exists()) { try { if (hasLexClassLoader()) { injectInAliyunOs(context, patchDexFile, patchClassName); } else if (hasDexClassLoader()) { injectAboveEqualApiLevel14(context, patchDexFile, patchClassName); } else {injectBelowApiLevel14(context, patchDexFile, patchClassName); } } catch (Throwable th) { } } }

可以看到patch方法中有几个分支， 说白了是根据不同的系统中ClassLoader的类型来做相应的处理

private static void injectInAliyunOs(Context context, String patchDexFile, String patchClassName) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException, NoSuchFieldException { PathClassLoader obj = (PathClassLoader) context.getClassLoader(); String replaceAll = new File(patchDexFile).getName().replaceAll(" \\\\.[a-zA-Z0-9]+ " , " .lex" ); Class cls = Class.forName(" dalvik.system.LexClassLoader" ); Object newInstance = cls.getConstructor(new Class[] {String.class, String.class, String.class, ClassLoader.class}).newInstance( new Object[] {context.getDir(" dex" , 0).getAbsolutePath() + File.separator + replaceAll, context.getDir(" dex" , 0).getAbsolutePath(), patchDexFile, obj}); cls.getMethod(" loadClass" , new Class[] {String.class}).invoke(newInstance, new Object[] {patchClassName}); setField(obj, PathClassLoader.class, " mPaths" , appendArray(getField(obj, PathClassLoader.class, " mPaths" ), getField(newInstance, cls, " mRawDexPath" ))); setField(obj, PathClassLoader.class, " mFiles" , combineArray(getField(obj, PathClassLoader.class, " mFiles" ), getField(newInstance, cls, " mFiles" ))); setField(obj, PathClassLoader.class, " mZips" , combineArray(getField(obj, PathClassLoader.class, " mZips" ), getField(newInstance, cls, " mZips" ))); setField(obj, PathClassLoader.class, " mLexs" , combineArray(getField(obj, PathClassLoader.class, " mLexs" ), getField(newInstance, cls, " mDexs" ))); }

上述方法中的LexClassLoader应该是阿里自己的ClassLoader， 可以看到上面将修复的文件的结尾都换成了.lex的结尾， 这些文件就是专门需要通过LexClassLoader进行加载的
我们分 API 14以上和以下进行分析
API 14以下

private static void injectBelowApiLevel14(Context context, String str, String str2) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, IllegalAccessException { PathClassLoader obj = (PathClassLoader) context.getClassLoader(); DexClassLoader dexClassLoader = new DexClassLoader(str, context.getDir(" dex" , 0).getAbsolutePath(), str, context.getClassLoader()); dexClassLoader.loadClass(str2); setField(obj, PathClassLoader.class, " mPaths" , appendArray(getField(obj, PathClassLoader.class, " mPaths" ), getField(dexClassLoader, DexClassLoader.class, " mRawDexPath" ) )); setField(obj, PathClassLoader.class, " mFiles" , combineArray(getField(obj, PathClassLoader.class, " mFiles" ), getField(dexClassLoader, DexClassLoader.class, " mFiles" ) )); setField(obj, PathClassLoader.class, " mZips" , combineArray(getField(obj, PathClassLoader.class, " mZips" ), getField(dexClassLoader, DexClassLoader.class, " mZips" ))); setField(obj, PathClassLoader.class, " mDexs" , combineArray(getField(obj, PathClassLoader.class, " mDexs" ), getField(dexClassLoader, DexClassLoader.class, " mDexs" ))); obj.loadClass(str2); }

通过setField方法将mPaths属性， 修改为通过appendArray方法创造的新元素

private static Object getField(Object obj, Class cls, String str) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException { Field declaredField = cls.getDeclaredField(str); declaredField.setAccessible(true); return declaredField.get(obj); }

private static Object appendArray(Object obj, Object obj2) { Class componentType = obj.getClass().getComponentType(); int length = Array.getLength(obj); Object newInstance = Array.newInstance(componentType, length + 1); Array.set(newInstance, 0, obj2); for (int i = 1; i < length + 1; i+ + ) { Array.set(newInstance, i, Array.get(obj, i - 1)); } return newInstance; }

而appendArray中就是创建一个新的Array， 把obj2插入到obj的前面， 注意这里的obj2长度只有1
所以， 在injectBelowApiLevel14的以下方法中， 就是把mRawDexPath的元素插入到mPaths中所有元素之前， 而重新组合而成的新mPaths替换掉旧的mPaths

setField(obj, PathClassLoader.class, " mPaths" , appendArray(getField(obj, PathClassLoader.class, " mPaths" ), getField(dexClassLoader, DexClassLoader.class, " mRawDexPath" ) ));

接下来的替换， 是通过combineArray生成的新元素替换掉旧元素， 这里分别是mFiles， mZips， mDexs

setField(obj, PathClassLoader.class, " mFiles" , combineArray(getField(obj, PathClassLoader.class, " mFiles" ), getField(dexClassLoader, DexClassLoader.class, " mFiles" ) )); setField(obj, PathClassLoader.class, " mZips" , combineArray(getField(obj, PathClassLoader.class, " mZips" ), getField(dexClassLoader, DexClassLoader.class, " mZips" ))); setField(obj, PathClassLoader.class, " mDexs" , combineArray(getField(obj, PathClassLoader.class, " mDexs" ), getField(dexClassLoader, DexClassLoader.class, " mDexs" )));

于是我们需要看一下combineArray方法里面做了什么

private static Object combineArray(Object obj, Object obj2) { Class componentType = obj2.getClass().getComponentType(); int length = Array.getLength(obj2); int length2 = Array.getLength(obj) + length; Object newInstance = Array.newInstance(componentType, length2); for (int i = 0; i < length2; i+ + ) { if (i < length) { Array.set(newInstance, i, Array.get(obj2, i)); } else { Array.set(newInstance, i, Array.get(obj, i - length)); } } return newInstance; }

逻辑也很简单， 也就是两个数组的合并而已
API14以上

private static void injectAboveEqualApiLevel14(Context context, String str, String str2) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, IllegalAccessException { PathClassLoader pathClassLoader = (PathClassLoader) context.getClassLoader(); Object a = combineArray(getDexElements(getPathList(pathClassLoader)), getDexElements(getPathList( new DexClassLoader(str, context.getDir(" dex" , 0).getAbsolutePath(), str, context.getClassLoader())))); Object a2 = getPathList(pathClassLoader); setField(a2, a2.getClass(), " dexElements" , a); pathClassLoader.loadClass(str2); }

根据context拿到PathClassLoader， 然后通过getPathList(pathClassLoader)， 拿到PathClassLoader中的pathList对象， 在调用getDexElements通过pathList取到dexElements对象。

private static Object getDexElements(Object obj) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException { return getField(obj, obj.getClass(), " dexElements" ); }

private static Object getPathList(Object obj) throws ClassNotFoundException, NoSuchFieldException, IllegalAccessException { return getField(obj, Class.forName(" dalvik.system.BaseDexClassLoader" ), " pathList" ); }

同样是通过combineArray方法， 对数组进行合并， 合并完成后， 将新的数组通过反射的方式设置给pathList.
通过上面的一系列流程， 那么hack_dex.jar已经插入到dexElements最前面了， 补丁插入的过程也和hack_dex.jar的插入流程是一致的
到这里， dex分包方案实现热修复的HotFix的分析就已经完毕了。
【Android热修复学习之旅——HotFix完全解析】参考文献：
https://mp.weixin.qq.com/s?__biz= MzI1MTA1MzM2Nw= = & mid= 400118620& idx= 1& sn= b4fdd5055731290eef12ad0d17f39d4a& scene= 1& srcid= 1106Imu9ZgwybID13e7y2nEi#wechat_redirect

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