Android 插件化与测试

插件化技术最初源于免安装运行apk的想法，支持插件化的app可以在运行时加载和运行插件，这样便可以将app中一些不常用的功能模块做成插件，一方面减小了安装包的大小，另一方面可以实现app功能的动态扩展。小编所在项目，近期有插件相关测试需求，为了更深入的进行测试，进行了学习。

【二、插件化简介、原理】

1、简介

Android中插件化，顾名思义，就是把一些核心复杂依赖度高的业务模块封装成独立的插件，然后根据不同业务需求进行不同组合，动态进行替换，可对插件进行管理、更新，后期对插件也可进行版本管理等操作。插件化，有两个重要概念：

宿主

所谓宿主，就是需要能提供运行环境，给资源调用提供上下文环境，一般也就是我们主 apk，要运行的应用，它作为应用的主工程所在，实现了一套插件的加载和管理的框架，插件都是依托于宿主的apk而存在的。

插件

插件可以想象成每个独立的功能模块封装为一个小apk，可以通过在线配置和更新实现插件apk在宿主apk中的上线和下线，以及动态更新等功能。

2、插件化技术优势

(1). 用户不用重新安装 apk 就能升级应用功能，减少发版本频率，增加用户体验。

(2). 提供一种快速修复线上BUG和更新的能力。

(3). 按需加载不同的模块，实现灵活的功能配置，减少服务器对旧版本接口兼容压力。

(4). 模块化、解耦合、并行开发、65535问题。

3、插件化原理

在Android中应用插件化技术，也就是动态加载的过程，分为以下几步：

(1). 把可执行文件（.so/dex/jar/apk 等）拷贝到应用 APP 内部。

(2). 加载可执行文件，更换静态资源。

(3). 调用具体的方法执行业务逻辑。

Android 项目中，动态加载技术按照加载的可执行文件的不同大致可以分为两种：

(1). 动态加载 .so 库

(2). 动态加载 dex/jar/apk文件（现在动态加载普遍说的是这种）

4、Android的类加载

插件化技术涉及得非常广泛，其中最核心的就是Android的类加载机制和反射机制。

ClassLoader又叫类加载器，是专门处理类加载，一个APP可以存在多个ClassLoader。

“基于 ClassLoader的动态加载dex/jar/apk 文件”，就是我们指在 Android中动态加载由Java代码编译而来的dex包并执行其中的代码逻辑，目前说的动态加载，指的就是这种。（Android 中的ClassLoader 机制主要用来加载dex文件）

Android 项目中，所有Java代码都会被编译成dex文件，Android 应用运行时，就是通过执行dex文件里的业务代码逻辑来工作的。使用动态加载技术可以在 Android 应用运行时加载外部的dex文件，而通过网络下载新的dex文件并替换原有的dex文件就可以达到不安装新apk文件就升级应用（改变代码逻辑）的目的。

Android中的类加载系统的ClassLoader可以大致划分为BaseDexClassLoader，SecureClassLoader。继承BaseDexClassLoader，常用的有两种类加载器，DexClassLoader和PathClassLoader。

android类加载继承关系图

(1). PathClassLoader：提供一个简单的类加载器实现，该实现对本地文件系统中的文件和目录列表进行操作，但不尝试从网络加载类。Android将该类用于其系统类加载器和应用程序类加载器（简单讲只能加载已经安装到 Android 系统中的 apk 文件）。

(2). DexClassLoader：支持加载外部的 apk、Jar 或者 dex 文件（简单讲可加载未安装的apk），符合插件化需求。

5、资源加载

Android系统加载资源都是通过Resource资源对象来进行加载的，因此只需要添加资源（即apk文件）所在路径到AssetManager中，即可实现对插件资源的访问。由于AssetManager并不是一个public的类，需要通过反射去创建，并且部分Rom对创建的Resource类进行了修改，所以需要考虑不同Rom的兼容性。

6、组件的加载

Android拥有四大组件，Activity、Service、ContentProvider、BoradCastRecevier，每个组件的属性及生命周期也不一样，所以关于插件中加载的组件就需要分别研究每个组件是如何加载的，其中以Activity最为复杂，不同框架采用的方法也不尽相同。

【三、插件化框架】

1、插件化框架

下面是比较出名的几个开源的插件化框架，按照出现的时间排序。根据实现原理可以将这几个框架划分成了三代。

第一代：dynamic-load-apk最早使用ProxyActivity这种静态代理技术，由ProxyActivity去控制插件中PluginActivity的生命周期。该种方式缺点明显，插件中的activity必须继承PluginActivity，开发时要小心处理context。而DroidPlugin通过Hook系统服务的方式启动插件中的Activity，使得开发插件的过程和开发普通的app没有什么区别，但是由于hook过多系统服务，异常复杂且不够稳定。

第二代：为了同时达到插件开发的低侵入性（像开发普通app一样开发插件）和框架的稳定性，在实现原理上都是趋近于选择尽量少的hook，并通过在manifest中预埋一些组件实现对四大组件的插件化。另外各个框架根据其设计思想都做了不同程度的扩展，其中Small更是做成了一个跨平台，组件化的开发框架。

第三代：VirtualApp能够完全模拟app的运行环境，能够实现app的免安装运行和双开技术。Atlas是阿里开源出来的一个结合组件化和热修复技术的一个app基础框架。

2、RePlugin 插件化框架

RePlugin，是360开源的完整的、稳定的、适合全面使用插件化框架。RePlugin是一种占坑类插件化方案，也是业内首个提出“全面插件化”（全面特性、全面兼容、全面使用）的方案。小编所在项目，采用了该框架。

主要优势

(1). 灵活：主程序无需升级（无需在Manifest中预埋组件），即可支持新增的四大组件，甚至全新的插件。

(2). 稳定：Hook 点仅有一处（ClassLoader），无任何 Binder Hook。崩溃率仅为“万分之一”，并完美兼容市面上各种的 Android ROM。

(3). 特性丰富：支持静态 Receiver、 Task-Affinity 坑位、自定义 Theme、进程坑位、AppCompat、DataBinding等特性。

(4). 易于集成：无论插件还是主程序，易于集成。

(5). 管理成熟：拥有成熟稳定的“插件管理方案”，支持插件安装、升级、卸载、版本管理，甚至包括进程通讯、协议版本、安全校验等。

RePlugin对比其他插件化，它的优点在于它只Hook住了ClassLoader，最大程度保证了稳定性、兼容性和可维护。对多进程的支持，也是亮点，整体使用反射的地方也比较少。

RePlugin中存在两个主要ClassLoaer：

(1). RePluginClassLoader：宿主App中的Loader，继承PathClassLoader，也是唯一Hook住系统的Loader。

(2). PluginDexClassLoader：加载插件的Loader，继承DexClassLoader。用来做一些“更高级”的特性。

【四、如何测试？】

（1）apk安装包是否有问题

外置插件apk，要做到既可以“安装到设备”，又可以“作为插件”使用。要注意是可以独立安装到手机上的，本身就是一个完整的应用。将“插件apk”直接安装到设备上（而非作为插件）试试。如果在设备中安装失败，则插件安装也一定是失败的。

（2）SD卡的读写权限

如果您的插件apk放到了SD卡上，请务必确保主程序中拥有SD卡权限（主程序Manifest要声明，且ROM允许），否则会出现权限问题，当然，放入应用的files目录则不受影响。

（3）设备内部存储空间是否不足。

通常出现此问题时其Logcat会出现“copyOrMoveApk: Copy/Move Failed”的警告。如果出现，则需要告知用户去清理手机。

（4）插件的下发和插件的更新

通常我们下发插件是把插件放在服务器上通过网络请求下发，开启服务下载apk到sdcard。插件更新除了要测试下发，还要测试同名旧插件的删除。

（5）主程序调起插件

RePlugin.install安装插件、RePlugin.startActivity启动

（6）在Application中配置签名信息

没有签名的apk可能会携带病毒，一旦不做校验，不排除有人会恶意劫持DNS或网络，并通过网络来下发恶意插件，造成不好的影响。所以我们要打开签名校验setVerifySign(true) ，对于debug包的不进行签名校验，最后把需要release包的签名加入白名单。

（7）插件权限相关（以小编所在项目为例）

插件应用所需要的权限，都通过宿主app进行申请；

（8）插件的进程相关（以小编所在项目为例）

插件是独立进程运行，退出插件应用部分，杀掉进程；

插件有独立入口，每次进入插件入口，都会新开辟一个进程，初始化，重新加载；

（9）兼容性测试

（10）稳定性测试

【五、参考】

http://www.apkbus.com/blog-945851-78342.html

https://blog.csdn.net/Ch97CKd/article/details/78769105

https://www.xttblog.com/?p=1716

https://www.jianshu.com/p/42d35abff2d4

https://zhuanlan.zhihu.com/p/33017826

https://www.jianshu.com/p/18530be5dcdd

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