Android插件化的兼容性（上）（Android O的适配）

满堂花醉三千客，一剑霜寒十四州。这篇文章主要讲述Android插件化的兼容性（上）：Android O的适配相关的知识，希望能为你提供帮助。
首先声明，《android插件化开发指南》这本书所介绍的Android底层是基于Android6.0（API level 23）的，而本书介绍的各种插件化解决方案，以及配套的70多个例子，在Android7.0（API level 24）手机上测试都是能正常工作的。
如果读者您的手机是Android 26、27，甚至28（也就是Android P），那么会有30个插件化的例子不能正常工作，这是因为Android系统底层的源码改动导致的。
本篇文章，专门介绍Android O的改动对插件化产生的影响，以及相应的插件化解决方案。

（一）从ActivityManagerNative的重构谈起
首先是ActivityManagerNative这个类的gDefault字段，这个字段在API 25以及之前的版本，定义如下：

public abstract class ActivityManagerNative extends Binder implements IActivityManager { private static final Singleton< IActivityManager> gDefault = new Singleton< IActivityManager> () { protected IActivityManager create() { IBinder b = ServiceManager.getService("activity"); if (false) { Log.v("ActivityManager", "default service binder = " + b); } IActivityManager am = asInterface(b); if (false) { Log.v("ActivityManager", "default service = " + am); } return am; } }; }

所以，我们可以通过反射获取ActivityManagerNative的gDefault字段，执行它的create方法，得到IActivityManager接口类型的对象。
看到这个接口类型，我们眼前一亮，可以通过Proxy.newProxyInstance方法，hook掉这个IActivityManager对象，拦截它的startActivity方法，把要启动的、没有在Manifest中声明的Activity，替换成占坑StubActivity，代码如下所示：

public static void hookAMN() throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException, IllegalAccessException, NoSuchFieldException {//获取AMN的gDefault单例gDefault，gDefault是final静态的 Object gDefault = RefInvoke.getStaticFieldObject("android.app.ActivityManagerNative", "gDefault"); // gDefault是一个 android.util.Singleton< T> 对象; 我们取出这个单例里面的mInstance字段 Object mInstance = RefInvoke.getFieldObject("android.util.Singleton", gDefault, "mInstance"); // 创建一个这个对象的代理对象MockClass1, 然后替换这个字段, 让我们的代理对象帮忙干活 Class< ?> classB2Interface = Class.forName("android.app.IActivityManager"); Object proxy = Proxy.newProxyInstance( Thread.currentThread().getContextClassLoader(), new Class< ?> [] { classB2Interface }, new MockClass1(mInstance)); //把gDefault的mInstance字段，修改为proxy Class class1 = gDefault.getClass(); RefInvoke.setFieldObject("android.util.Singleton", gDefault, "mInstance", proxy); }

我们在书中的第5章详细讲解过上述这些代码。但不幸的是，这些代码在Android O（API level 26）以上的系统版本中就不能运行了，在运行到这句话的时候，gDefault的值为空：

Object gDefault = RefInvoke.getStaticFieldObject("android.app.ActivityManagerNative", "gDefault");

这是因为Google在Android O中，把ActivityManagerNative中的这个gDefault字段删除了，转移到了ActivityManager类中，但此时，这个字段改名为IActivityManagerSingleton，所以在Android P中，要把这句话改为：

Object gDefault = RefInvoke.getStaticFieldObject("android.app.ActivityManager", "IActivityManagerSingleton");

但这又不兼容于Android O以下的版本了，所以写一个if-else条件语句，根据Android系统的版本，来做不同的处理，如下所示：

Object gDefault = null; if (android.os.Build.VERSION.SDK_INT < = 25) { //获取AMN的gDefault单例gDefault，gDefault是静态的 gDefault = RefInvoke.getStaticFieldObject("android.app.ActivityManagerNative", "gDefault"); } else { //获取ActivityManager的单例IActivityManagerSingleton，他其实就是之前的gDefault gDefault = RefInvoke.getStaticFieldObject("android.app.ActivityManager", "IActivityManagerSingleton"); }

（二）Element和DexFile的兴衰史
接下来我们把目光转移到插件类的加载。我们在书中介绍了3种加载方式：
1. 为每一个插件创建一个ClassLoader，用插件ClassLoader去加载插件中的类。
2. 把所有插件中的dex，都合并到宿主App的dex数组中。
3. 把宿主App所使用的ClassLoader，替换成我们自己创建的ClassLoader，在这个新的ClassLoader中，有一个容器变量，承载所有插件的ClassLoader，用来加载插件中的类。
这其中，第2种方式的实现是最简单的，也就是合并所有插件的dex到一个数组中，具体代码实现如下所示：

public final class BaseDexClassLoaderHookHelper {public static void patchClassLoader(ClassLoader cl, File apkFile, File optDexFile) throws IllegalAccessException, NoSuchMethodException, IOException, InvocationTargetException, InstantiationException, NoSuchFieldException { // 获取 BaseDexClassLoader : pathList Object pathListObj = RefInvoke.getFieldObject(DexClassLoader.class.getSuperclass(), cl, "pathList"); // 获取 PathList: Element[] dexElements Object[] dexElements = (Object[]) RefInvoke.getFieldObject(pathListObj, "dexElements"); // Element 类型 Class< ?> elementClass = dexElements.getClass().getComponentType(); // 创建一个数组, 用来替换原始的数组 Object[] newElements = (Object[]) Array.newInstance(elementClass, dexElements.length + 1); // 构造插件Element(File file, boolean isDirectory, File zip, DexFile dexFile) 这个构造函数 Class[] p1 = {File.class, boolean.class, File.class, DexFile.class}; Object[] v1 = {apkFile, false, apkFile, DexFile.loadDex(apkFile.getCanonicalPath(), optDexFile.getAbsolutePath(), 0)}; Object o = RefInvoke.createObject(elementClass, p1, v1); Object[] toAddElementArray = new Object[] { o }; // 把原始的elements复制进去 System.arraycopy(dexElements, 0, newElements, 0, dexElements.length); // 插件的那个element复制进去 System.arraycopy(toAddElementArray, 0, newElements, dexElements.length, toAddElementArray.length); // 替换 RefInvoke.setFieldObject(pathListObj, "dexElements", newElements); } }

这个思路没问题。注意其中的这么几句话：

Class[] p1 = {File.class, boolean.class, File.class, DexFile.class}; Object[] v1 = {apkFile, false, apkFile, DexFile.loadDex(apkFile.getCanonicalPath(), optDexFile.getAbsolutePath(), 0)}; Object o = RefInvoke.createObject(elementClass, p1, v1); Object[] toAddElementArray = new Object[] { o };

这几句话中，通过反射执行了Element的带有4个参数的构造函数，但不幸的是，在Android O以及之后的版本，这个带有4个参数的构造函数就被废弃了。
此外，在这个构造函数中使用到的DexFile这个类，也被废弃了，对此Google给出的解释是，只有Android系统可以使用DexFile，App层面不能使用它。
于是，我们不得不另辟蹊径，通过执行DexPathList类的makeDexElements方法，来生成插件中的dex：

List< File> legalFiles = new ArrayList< > (); legalFiles.add(apkFile); List< IOException> suppressedExceptions = new ArrayList< IOException> (); Class[] p1 = {List.class, File.class, List.class, ClassLoader.class}; Object[] v1 = {legalFiles, optDexFile, suppressedExceptions, cl}; Object[] toAddElementArray = (Object[]) RefInvoke.invokeStaticMethod("dalvik.system.DexPathList", "makeDexElements", p1, v1);

【Android插件化的兼容性（上）（Android O的适配）】 这段代码，在Android O之前的版本也是适用的。所以，我们找到了比DexFile更好用的makeDexElements方法，进行Hook。