享学课堂特邀作者:周周
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前言
上文Android热修复方案盘点 中,提到了4种比较出名的热修复方案。
- 腾讯Qzone超级补丁的 multidex方案,
- 腾讯Tinker的 dexdiff方案,
- 阿里 andFix的 纯native方法指针重定向方案(已废弃,因为有了新的替代方案 sophix ),
- 美团的 robust的 instantRun方案。
然而,在android多版本的兼容上,这些热修复方案多多少少存在一些问题。本文思路来源为两篇官方技术博文: 《安卓App热补丁动态修复技术介绍》《 Android N混合编译与对热补丁影响解析》可惜大佬发文一般人看不懂,所以我重新解读一下,更通俗易懂地展示这两个坑的解决方案。
正文大纲
- CLASS_ISPREVERIFIED兼容问题
- AndroidN混合编译兼容问题
正文
CLASS_ISPREVERIFIED 兼容问题
Demo地址:https://github.com/18598925736/HotUpdateDemo/tree/4.4crashsolution
问题描述
一句话描述问题:
在apk安装的时候,Dalvik虚拟机如果发现 一个类A它所引用的其他类,和它自己都处于同一个dex文件内部,那么类A就会被打上一个 CLASS_ISPREVERIFIED 标记,从而提高性能。
那么按照这个思路,如果类A引用了一个有bug的类Util,然后我们用multidex热修复方案给他推了一个patch.dex,然后重启修复,这个类已经被打上了标记,但是重启app之后,它所引用的类Util 此时和它又不处于一个dex内(新的Util类在patch.dex内)。
此时,起了一个冲突,既打上了标记,又发现不处于一个dex内的引用类,程序就会报错。
CLASS_ISPREVERIFIED 分4个单词 class , is , pre verified , 类 是否 被预先 校验。
此问题只会出现在Dalvik虚拟机之下(4.4 sdk19 以下默认使用dalvik,5.0 sdk 21 以后便默认使用art虚拟机),art不会有类似问题。所以可以认为此问题只出现在5.0以下(不含5.0)的机器上.
问题演示
我使用的是上一篇文章的 Android Muitldex热更新修复方案原理的demo *载下**之后,直接运行在SDK 19 android4.4的模拟器上。这是一个已经加入了补丁包fix.dex的demo工程。当你直接运行,会发现程序崩溃,报错如下:

大概意思就是 有一个类的引用预先校验了,但是没有找到预想中的实现。这就是由于 被打上了 CLASS_ISPREVERIFIED标记之后又执行了补丁修复,造成冲突。
解决方案
既然问题的根源在于 引用Util的A类被打上了 CLASS_ISPREVIRIFIED标记,那么有没有办法让这些类不被打上标记呢?
思考:
问:如何防止我们源代码中所有的类被打上 CLASS_ISPPREVERIFIED标记?
答: 理论上,一个android工程中所有的java类(除了Application之外)都有可能需要热修复。
如果让这些类都去引用一个另一个dex文件之下的class,就能防止在dex解析的时候被打 CLASS_ISPPREVERIFIED标记。但是这样有一个弊端,就是 CLASS_ISPPREVERIFIED带来的性能提升将会消失。
但是既然出现bug,要解决,总要付出一点代价。代价且容后再说。
行动:
1.创建一个hack module,其中创建一个空白java类 AntilazyLoad。编译它,得到 AntilazyLoad.class 然后用dx命令,将它打包成hack.dex

具体的命令为: dx--dex--output=hack.dex./com/zhou/hack/Antilazyload.class
dx命令的位置为下图所示,注意加入到系统环境变量path:

2.使用gradle插桩的方式,干涉gradle打包流程,在生成 javac命令之后,在 dx命令之前,在所有我们编写的所有class里面的构造函数内部,加上 AntilazyLoad 的直接使用( 反射引用是不行的)。 这一句话的信息量有点大,分步解释:
- javac命令之后, dx命令之前 gradle执行项目构建,是通过一个一个的 task来进行。比如 将java文件用 javac命令编译为 class,任务名字叫做: :app:compileDebugJavaWithJavac

我们进行插桩的时机,便是上图中 javac之后, dx之前。另外,任何一个Task,都有 input元素和 output元素,以及可以设置 doFirst闭包,表示执行任务之前先执行一段逻辑,设置 doLast,表示执行任务执行之后再执行一段逻辑。

Demo完全解读
上面的解决方案,只是大略提及方案思路,真实去执行方案的时候会涉及到非常多的小细节,我认为有必要将细节中比较重要的部分逐一分步详解。
项目结构
hack module

这个Module的作用,仅仅是生成一个普通的java类的class文件,然后用class 通过dx命令生成hack.dex(名字随意,只不过约定俗称用的hack)文件而已。没有别的。得到 hack.dex之后,它的使命就完成了。生成dex的方法上文已详述。
buildSrc module

这个Module只是一个普通的javaModule,但是,它是androidStudio中比较特殊的一个名字,当你在空白项目中创建一个buildSrc目录之后,执行同步,as就会为你自动生成如图所示的module结构。因为,这个名字是gradle插件特有的。

HotfixPlugin.java 作为 gradle插件的核心类,其关键代码如下:

- AppExtensionappExtension=project.getExtensions().findByType(AppExtension.class);
AppExtension 是gradle在编译项目的时候读取来自android app的配置. 两张图看明白:


appModule的build.gradle 中我们写的这些配置,在AppExtension中可以一一中找到get方法。
- DomainObjectSet<ApplicationVariant>applicationVariants=appExtension.getApplicationVariants(); 这个所谓的 ApplicationVariant(翻译:app变体) 是android打包的中一个很常见的概念,它就是 debug/release . 由于我们去进行debug 或者 release打包的时候,几乎所有的gradle命令会附带上 debug/release .


所以,下一步我们对指定的task进行修改,要拿到这个值。
- 我们的思路是 在java变成class之后, 在class变成dex之前,将class进行ASM插桩。所以,我们要找的 gradle task 是 :transformClassesWithDexBuilderForRelease 或者 transformClassesWithDexBuilderForDebug 给它重写doFirst。 也可以 找到 gradle task :compileReleaseJavaWithJavac 或者 compileDebugJavaWithJavac. 给它重写 doLast。效果相同。所以:

开始重写 doFirst,所有task都有 input输入和 output输出。我们这里获取它的输入 getInputs(). 然后进行文件遍历。发现,既有 jar文件也有 class文件。 jar文件是 class的压缩包。要进行插装,必须分别处理。 class文件直接插桩。 jar文件解压缩之后插桩。

注:有些 class,不需要热修复,也就不需要插桩,比如 android support包,或者 androidx兼容包。比如 MyApplication类。

- jar文件的插桩:

以下代码,将这样一句代码插入到了构造函数中 Classvar10000=Antilazyload.class;

插桩之后, java类的构造函数如图所示:

.app module
相比于之前的app module,差别并不大,如图:

差别1: 多出来的hack.dex是用dx命令前面生成的。必须放到assets中。
差别2:之前没考虑要插入多个dex的情况,所以,hook参数是File,现在要插入fix.dex和hack.dex,参数改为 List<file style="margin: 0px; padding: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box; word-wrap: break-word !important;"> .</file>
经本人多次验证。Demo地址: https://github.com/18598925736/HotUpdateDemo/tree/4.4crashsolution
可在4.4版本模拟器上正常进行 multidex热修复。
结语
4.4的 multidex CLASS_ISPREVERIFIED热修复的问题已经解决. 然而到了7.0 又出了一个混合编译的问题。下一篇详解。