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ANDROID应用程序插件化研究之DEXCLASSLOADER

标签:
Android

最近在研究Android应用的插件化开发,看了好几个相关的开源项目。插件化都是在解决以下几个问题:

  • 如何把插件apk中的代码和资源加载到当前虚拟机。

  • 如何把插件apk中的四大组件注册到进程中。

  • 如何防止插件apk中的资源和宿主apk中的资源引用冲突。

就这几个问题,我开始研究插件化开发实现的相关技术,本篇文章主要讲第一点:如何加载另一个apk中的class。
我们要把一个包含class文件的jar加载到java虚拟机中,需要使用ClassLoader这个类。Android的编译系统中对class文件进行了进一步的处理:最后变成 .dex文件,.dex文件包含在apk中,google提供了一个类来加载.dex文件,这个类就是DexClassLoader,它继承自ClassLoader。本篇的重点是写一个例子来说明DexClassLoader的用法。先来熟悉下DexClassLoader。

DexClassLoader介绍


DexClassLoader是一个类加载器,可以用来从.jar和.apk文件中加载class。可以用来加载执行没用和应用程序一起安装的那部分代码。
构造函数:DexClassLoader(String dexPath, String optimizedDirectory, String libraryPath, ClassLoader parent)
dexPath:被解压的apk路径,不能为空。
optimizedDirectory:解压后的.dex文件的存储路径,不能为空。这个路径强烈建议使用应用程序的私有路径,不要放到sdcard上,否则代码容易被注入攻击。
libraryPath:os库的存放路径,可以为空,若有os库,必须填写。
parent:父亲加载器,一般为context.getClassLoader(),使用当前上下文的类加载器。

创建一个插件apk工程module:apkbeloaded


我把插件的包名命名为:com.dexclassdemo.liuguangli.apkbeloaded,
我们创建两个类:Registry和ClassToBeImported
Registry:

package com.dexclassdemo.liuguangli.apkbeloaded;
import java.util.ArrayList;
/**
 * Created by liuguangli on 16/2/13.
 */
public class Registry {
    public static ArrayList<Class<?>> _classes = new ArrayList<Class<?>>();
    static{
        _classes.add(ClassToBeImported.class);
        //more classes here
    }
}

这个类中个只有一个成员变量_classes,集合引用ClassToBeImported.class。

ClassToBeImported:

package com.dexclassdemo.liuguangli.apkbeloaded;
import android.util.Log;
/**
 * Created by liuguangli on 16/2/13.
 */
public class ClassToBeImported {
    public static ClassLoader method(){
        Log.v("ClassToBeImported", "called method of class " + ClassToBeImported.class.getName());
        return ClassToBeImported.class.getClassLoader();
    }
}

我们会演示这个方法如何在宿主中被调用的,并且我们可以跟踪这个类的类加载器。
我们编译这个工程得到的ask文件为:apkbeloaded-debug.apk。

创建一个宿主apk工程


我把宿主包名命名为:dexclassloaderdemo。我们在assets目录下创建一个目录plugins,然后把apkbeloaded-debug.apk拷贝到该目录下。在MainActivity中创建一个方法为:loadDexClasses

public  void loadDexClassses() {
        if (android.os.Build.VERSION.SDK_INT < android.os.Build.VERSION_CODES.ICE_CREAM_SANDWICH) {
            Log.v("loadDexClassses", "LoadDexClasses is only available for ICS or up");
        }
        String paths[] = null;
        try {
            paths = getAssets().list("plugins");
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        if (paths == null) {
            Log.v("loadlDexClasses", "There was no " + paths);
            return;
        }
        Log.v("loadDexClasses", "Dex Preparing to loadDexClasses!");
        for (String file : paths) {
          //接下来完善
        }
    }

我们从getAssets的plugins中读取文件列表,然后打算逐个加载(当然本例子中只有一个)。注意,我们不能直接从asserts目录中加载apk(asserts不是一个文件系统目录,只是apk的一个资源目录),先来写一个从assert目录中拷贝apk到一个文件目录下:copyAssetsApkToFile(本例中拷贝到sdcard,实际开发中最好拷贝到私有目录,防止被注入)。

public void copyAssetsApkToFile(Context context, String src, String des) {
        try {
            InputStream is = context.getAssets().open(src);
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File(des));
            byte[] buffer = new byte[1024];
            while (true) {
                int len = is.read(buffer);
                if (len == -1) {
                    break;
                }
                fos.write(buffer, 0, len);
            }
            is.close();
            fos.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

下面我们来完善核心代码:

for (String file : paths) {
            File pluginDir  = Environment.getExternalStorageDirectory();
            pluginDir.mkdirs();
            String desDir = pluginDir.getAbsolutePath();
            String des = desDir + "/" + "apkbeloaded-debug.apk";
            File desFile = new File(des);
            File optimizedDirectory = this.getDir(OPT_DIR, Context.MODE_PRIVATE);
            if (!desFile.exists()){
                copyAssetsApkToFile(this, "plugins/"+file, des);
            }
            final DexClassLoader classloader = new DexClassLoader(
                    des, optimizedDirectory.getAbsolutePath(),
                    "data/local/tmp/natives/",
                    ClassLoader.getSystemClassLoader());

            Log.v("loadDexClasses", "Searching for class : "
                    + "com.registry.Registry");
            try {
                Class<?> classToLoad = (Class<?>)   classloader.loadClass("com.dexclassdemo.liuguangli.apkbeloaded.Registry");

                Field classesField = classToLoad.getDeclaredField("_classes");

                ArrayList<Class<?>> classes = null;

                classes = (ArrayList<Class<?>>) classesField.get(null);
                for (Class<?> cls : classes) {
                    Log.v("loadDexClasses", "Class loaded " + cls.getName());
                    if (cls.getName().contains("ClassToBeImported")) {
                        Method m = cls.getMethod("method");
                        ClassLoader xb = (ClassLoader) m.invoke(null);
                        if (xb.equals(ClassLoader.getSystemClassLoader()))
                            Log.v("loadDexClasses", "Same ClassLoader");
                        else
                            Log.v("loadDexClasses", "Different ClassLoader");
                        Log.v("loadDexClasses", xb.toString());
                    }

                }
            } catch (IllegalAccessException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (NoSuchFieldException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (NoSuchMethodException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (InvocationTargetException e) {
                e.printStackTrace();
            }


        }

原文链接:http://www.apkbus.com/blog-705730-61636.html

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