熱修復(fù)原理解析

1. 類加載機制

1.1 類加載UML圖

ClassLoader繼承圖

1.2 loadClass流程

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
    throws ClassNotFoundException
{
        // First, check if the class has already been loaded
        Class<?> c = findLoadedClass(name);
        if (c == null) {
          if (parent != null) {
            //使用父ClassLoader加載
            c = parent.loadClass(name, false);
          } else {
            c = findBootstrapClassOrNull(name);
          }
            if (c == null) {
                // If still not found, then invoke findClass in order
                // to find the class.
                c = findClass(name);
            }
        }
        return c;
}

首先先判斷是否已經(jīng)加載過這個類
如果沒有加載過就讓父加載器來加載
如果父加載器沒有加載到才使用當(dāng)前的ClasLoader來加載----雙親委派機制
- 避免多次加載
- 避免系統(tǒng)class被自定義的ClasLoader篡改

findClass方法由ClassLoader的子類實現(xiàn)灵寺，主要由BaseDexClassLoader類實現(xiàn)

@Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        List<Throwable> suppressedExceptions = new ArrayList<Throwable>();
        Class c = pathList.findClass(name, suppressedExceptions);
        if (c == null) {
            ClassNotFoundException cnfe = new ClassNotFoundException(
                    "Didn't find class \"" + name + "\" on path: " + pathList);
            for (Throwable t : suppressedExceptions) {
                cnfe.addSuppressed(t);
            }
            throw cnfe;
        }
        return c;
    }

在BaseDexClassLoader類中包含一個DexPathList對象
在這個pathList中查找對應(yīng)的加載類

DexPathList中通過一個Element數(shù)組保存加載過的類唤崭，然后遍歷這個數(shù)組當(dāng)找到從找到一個和當(dāng)前類名匹配的Class對象時就停止遍歷拓春，返回這個Class。

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

2. 實現(xiàn)原理

主要流程

將新的dex文件轉(zhuǎn)換成Element數(shù)組

獲取新生成的Element數(shù)組中的所有對象

獲取舊的Element數(shù)組中的對象

將新的對象插入到舊的對象之前，在遍歷時就能獲取到最新的class文件

把組合的Element數(shù)組設(shè)置到DexPathList對象中

2.1 從類加載器中獲取`DexPathList`對象

Class<?> cl = null;
Field pathListFiled = null;
for (cl = classLoader.getClass(); cl != null; cl = cl.getSuperclass()) {
    try {
        //從BaseDexClassLoader中找pathList屬性
        pathListFiled = cl.getDeclaredField("pathList");
    } catch (NoSuchFieldException e) {
        e.printStackTrace();
    }
    if (pathListFiled != null) {
        pathListFiled.setAccessible(true);
        break;
    }
}

因為只有BaseDexClassCloader中才持有這個對象夫植，因此需要對當(dāng)前ClassLoader的父類進行遍歷，通過反射拿到DexPathList屬性對象

2.2 獲取makePathElements方法

通過反射從DexPathList對象中獲取makePathElements這個方法，通過這個方法把傳入的Dex文件轉(zhuǎn)換成Element數(shù)組乒融。

Object pathList = pathListFiled.get(classLoader);

Class<?> pathListClass = pathList.getClass();
Method makePathListMethod = pathListClass.getDeclaredMethod("makePathElements",
        List.class, File.class, List.class);
makePathListMethod.setAccessible(true);

//要插入的新的文件集合
List<File> dexFile = new ArrayList<>();
File f = new File(file);
dexFile.add(f);
List<IOException> suppressedException = new ArrayList<>();
//獲得新的dexElements數(shù)組
Object[] elements = (Object[]) makePathListMethod.invoke(pathList, dexFile,new File(optPath),
        suppressedException);
Log.d("sxhLog", "fix: " + elements.length);

2.3 獲取PathList中原有的Element數(shù)組

直接通過反射拿到PathList對象中的dexElement對象。

Field oldElementsFiled = pathListClass.getDeclaredField("dexElements");
oldElementsFiled.setAccessible(true);
Object[] oldElements = (Object[]) oldElementsFiled.get(pathList);
Log.d("sxhLog", "fix: " + oldElements.length);

2.4 將新的數(shù)組插入舊的數(shù)組

//合并兩個數(shù)組
Object[] newArrayElement = (Object[]) Array.newInstance(oldElements.getClass().getComponentType(),
        elements.length + oldElements.length);

//將兩個數(shù)組中的元素拷貝到新的數(shù)組中
System.arraycopy(elements, 0, newArrayElement, 0, elements.length);
System.arraycopy(oldElements,0, newArrayElement, elements.length, oldElements.length);

//把原有的Element數(shù)組中的內(nèi)容替換為新的
oldElementsFiled.set(pathList, newArrayElement);

先新建一個數(shù)組摄悯，然后把新的Element數(shù)組插入再把舊的Element數(shù)組插入赞季，這里因為Element類是對外不可見的，因此需要使用Array.newInstance來創(chuàng)建對應(yīng)的數(shù)組射众。

2.5 最后用組裝的新Element數(shù)組替換舊的數(shù)組

//把原有的Element數(shù)組中的內(nèi)容替換為新的
oldElementsFiled.set(pathList, newArrayElement);

3. 制作dex文件

先使用jar命令把指定的class文件打成jar包jar cvf fix.jar com/example/hotfix/Bug.class

使用dx命令(build-tools/29.0.3/目錄下)把剛才的jar打包成dex文件 dx --dex --output=output.dex --fix.jar

然后把這個dex文件push到手機目錄下碟摆，在修復(fù)時把這個文件傳入就可以加載對應(yīng)的Class。