享学课堂特邀作者：周周
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前面的话：
做程序开发，基础很重要。同样是拧螺丝人家拧出来的可以经久不坏，你拧出来的遇到点风浪就开始颤抖，可见基本功的重要性。再复杂的技术，也是由一个一个简单的逻辑构成。先了解核心基础，才能更好理解前沿高新技术。
本文讲解的都是干货，建议先保存再观看。
正文大纲
- 1.效果 Demo地址
- 2.Demo使用方法
- 3.Demo源码概览
- 4.热修复核心技术
1) 基础知识预备
2) hook思路
- 5.TIPS
热更新技术，不是新话题。目前最热门的热更新由两种，一种是腾讯tinker为代表的 需重启app的热更新，一种是美团app为代表的instant Run，无需重启app. 今天先探究 前者的核心原理。
效果 Demo地址
先看效果[github Demo地址] ：(https://github.com/18598925736/HotUpdateDemo)
假如说这是我们的app界面，这个界面有个bug，我们直接用一个 TextView来表示。
然而，我们的开发人员发现了这个bug，但是产品已经上线。这时候，由于引起bug的 代码，只有一行，
这个时候，机智的程序员用最快的方式修复了这个bug，也只是改了一行代码：
那么，产品已经在线上，怎么办？我们通过后台，向app推送了一个 fix.dex文件, 等这个文件*载下**完成，app提示用户，发现新的更新，需要重启app. 待用户重启，代码修复 即会生效。无需发布新版本！
Demo使用方法
*载下**Demo代码之后，会在assets下看到一个fix.dex文件
按照正常的逻辑，我们做bug修复一定是把fix.dex放到服务器上， app去服务器*载下**它，然后存放在app私有目录，重启app之后，fix.dex生效, 当加载到这个类的时候，就会去读fix.dex中当时打包的已修复bug的类. 但是，我这里为了演示方便，直接放在assets，然后使用 项目中的
AssetsFileUtil类 用io流将它读写到 app私有目录下。
演示方法：
1. 删掉 fix.dex ，运行app，你看到 手机屏幕中心 出现："卧槽，有bug!"
2. 还原 fix.dex ，运行app，你看到 手机屏幕中心 出现："嘿嘿，bug已修复"
起作用的是谁？就是这个fix.dex文件。
Demo源码概览
如上图所示： 核心类其实就只有一个: ClassLoaderHookHelper ，它 就是 让 fix.dex这个补丁发挥作用的 " 幕后大佬"。这个核心类：有3个方法，分别是在不同的系统版本上，来对源码程序逻辑进行 hook,提高hook的兼容性。
下面是完整 ClassLoaderHookHelper代码 以及 使用它的 MyApp完整代码 ：
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.Array;
import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
public class ClassLoaderHookHelper {
//23和19的差别，就是 makeXXXElements 方法名和参数要求不同
//后者是 makeDexElements(ArrayList<File> files, File optimizedDirectory,ArrayList<IOException> suppressedExceptions)
//前者是 makePathElements(List<File> files, File optimizedDirectory,List<IOException> suppressedExceptions)
public static void hookV23(ClassLoader classLoader, File outDexFilePath, File optimizedDirectory) throws IllegalAccessException, InvocationTargetException {
Field pathList = ReflectionUtil.getField(classLoader, "pathList");//1、获得DexPathList pathList 属性
Object dexPathListObj = pathList.get(classLoader); //2、获得DexPathList pathList对象
Field dexElementsField = ReflectionUtil.getField(dexPathListObj, "dexElements");//3、获得DexPathList的dexElements属性
Object[] oldElements = (Object[]) dexElementsField.get(dexPathListObj);//4、获得pathList对象中 dexElements 的属性值
List<File> files = new ArrayList<>();//开始构建makeDexElements的实参
files.add(outDexFilePath);
List<IOException> ioExceptions = new ArrayList<>();
Method makePathElementsMethod = ReflectionUtil.getMethod(//获得 DexPathList 的 makePathElements 方法
dexPathListObj, "makePathElements", List.class, File.class, List.class);
assert makePathElementsMethod != null;
Object[] newElements = (Object[]) makePathElementsMethod.invoke(//这个方法是静态方法，所以不需要传实例,直接invoke;这里取得的返回值就是 我们外部的dex文件构建成的 Element数组
null, files, optimizedDirectory, ioExceptions);//构建出一个新的Element数组
//下面把新数组和旧数组合并，注意新数组放前面
Object[] dexElements = null;
if (newElements != null && newElements.length > 0) {
dexElements = (Object[]) Array.newInstance(oldElements.getClass().getComponentType(), oldElements.length + newElements.length);//先建一个新容器
//这5个参数解释一下, 如果是将A,B 你找AB的顺序组合成数组C，那么参数的含义，依次是 A对象，A数组开始复制的位置，C对象，C对象的开始存放的位置，数组A中要复制的元素个数
System.arraycopy(
newElements, 0, dexElements, 0, newElements.length);//新来的数组放前面
System.arraycopy(
oldElements, 0, dexElements, newElements.length, oldElements.length);
}
//最后把合并之后的数组设置到 dexElements里面
dexElementsField.set(dexPathListObj, dexElements);
}
public static void hookV19(ClassLoader classLoader, File outDexFilePath, File optimizedDirectory) throws IllegalAccessException, InvocationTargetException {
Field pathList = ReflectionUtil.getField(classLoader, "pathList");//1、获得DexPathList pathList 属性
Object dexPathListObj = pathList.get(classLoader); //2、获得DexPathList pathList对象
Field dexElementsField = ReflectionUtil.getField(dexPathListObj, "dexElements");//3、获得DexPathList的dexElements属性
Object[] oldElements = (Object[]) dexElementsField.get(dexPathListObj);//4、获得pathList对象中 dexElements 的属性值
List<File> files = new ArrayList<>();//开始构建makeDexElements的实参
files.add(outDexFilePath);
List<IOException> ioExceptions = new ArrayList<>();
Method makePathElementsMethod = ReflectionUtil.getMethod(//获得 DexPathList 的 makeDexElements 方法
dexPathListObj, "makeDexElements", ArrayList.class, File.class, ArrayList.class);//别忘了后面的参数列表
Object[] newElements = (Object[]) makePathElementsMethod.invoke(
null, files, optimizedDirectory, ioExceptions);//这个方法是静态方法，所以不需要传实例,直接invoke;这里取得的返回值就是 我们外部的dex文件构建成的 Element数组
//下面把新数组和旧数组合并，注意新数组放前面
Object[] dexElements = null;
if (newElements != null && newElements.length > 0) {
dexElements = (Object[]) Array.newInstance(oldElements.getClass().getComponentType(), oldElements.length + newElements.length);//先建一个新容器
//这5个参数解释一下, 如果是将A,B 你找AB的顺序组合成数组C，那么参数的含义，依次是 A对象，A数组开始复制的位置，C对象，C对象的开始存放的位置，数组A中要复制的元素个数
System.arraycopy(
newElements, 0, dexElements, 0, newElements.length);//新来的数组放前面
System.arraycopy(
oldElements, 0, dexElements, newElements.length, oldElements.length);
}
//最后把合并之后的数组设置到 dexElements里面
dexElementsField.set(dexPathListObj, dexElements);
}
//14和19的区别，是这个方法 makeDexElements(ArrayList<File> files,File optimizedDirectory)···它又少了一个参数
public static void hookV14(ClassLoader classLoader, File outDexFilePath, File optimizedDirectory) throws IllegalAccessException, InvocationTargetException {
Field pathList = ReflectionUtil.getField(classLoader, "pathList");//1、获得DexPathList pathList 属性
Object dexPathListObj = pathList.get(classLoader); //2、获得DexPathList pathList对象
Field dexElementsField = ReflectionUtil.getField(dexPathListObj, "dexElements");//3、获得DexPathList的dexElements属性
Object[] oldElements = (Object[]) dexElementsField.get(dexPathListObj);//4、获得pathList对象中 dexElements 的属性值
List<File> files = new ArrayList<>();//开始构建makeDexElements的实参
files.add(outDexFilePath);
List<IOException> ioExceptions = new ArrayList<>();
Method makePathElementsMethod = ReflectionUtil.getMethod(//获得 DexPathList 的 makeDexElements 方法
dexPathListObj, "makeDexElements", ArrayList.class, File.class);//别忘了后面的参数列表
Object[] newElements = (Object[]) makePathElementsMethod.invoke(
null, files, optimizedDirectory, ioExceptions);//这个方法是静态方法，所以不需要传实例,直接invoke;这里取得的返回值就是 我们外部的dex文件构建成的 Element数组
//下面把新数组和旧数组合并，注意新数组放前面
Object[] dexElements = null;
if (newElements != null && newElements.length > 0) {
dexElements = (Object[]) Array.newInstance(oldElements.getClass().getComponentType(), oldElements.length + newElements.length);//先建一个新容器
//这5个参数解释一下, 如果是将A,B 你找AB的顺序组合成数组C，那么参数的含义，依次是 A对象，A数组开始复制的位置，C对象，C对象的开始存放的位置，数组A中要复制的元素个数
System.arraycopy(
newElements, 0, dexElements, 0, newElements.length);//新来的数组放前面
System.arraycopy(
oldElements, 0, dexElements, newElements.length, oldElements.length);
}
//最后把合并之后的数组设置到 dexElements里面
dexElementsField.set(dexPathListObj, dexElements);
}
}
import android.app.Application;
import android.content.Context;
import android.os.Build;
import android.util.Log;
import com.example.administrator.myapplication.utils.AssetsFileUtil;
import com.example.administrator.myapplication.utils.ClassLoaderHookHelper;
import java.io.File;
public class MyApp extends Application {
@Override
protected void attachBaseContext(Context base) {
super.attachBaseContext(base);
Log.d("BugTag2", "" + getClassLoader());//PathClassLoader
Log.d("BugTag2", "" + getClassLoader().getParent());//BootClassLoader
String fixPath = "fix.dex";
try {
String path = AssetsFileUtil.copyAssetToCache(this, fixPath);
File fixFile = new File(path);
if (Build.VERSION.SDK_INT >= 23) {
ClassLoaderHookHelper.hookV23(getClassLoader(), fixFile, getCacheDir());
} else if (Build.VERSION.SDK_INT >= 19) {
ClassLoaderHookHelper.hookV19(getClassLoader(), fixFile, getCacheDir());
} else if (Build.VERSION.SDK_INT >= 14) {
ClassLoaderHookHelper.hookV14(getClassLoader(), fixFile, getCacheDir());
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
Multidex热修复核心技术
其实 热修复的核心技术，就一句话，Hook ClassLoader,但是要深入了解它，需要相当多的基础知识，下面列举出必须要知道的一些东西。
基础知识预备
1.Dex文件是什么？
我们写安卓，目前还是用java比较多，就算是用kotlin，它最终也是要转换成java来运行。java文件，被编译成class之后，多个class文件，会被打包成classes.dex，被放到apk中，安卓设备拿到apk，去安装解析(预编译balabala...)，当我们运行app时，app的程序逻辑全都是在classes.dex中。所以，dex文件是什么？一句话，dex文件是 android app的源代码的最终打包
2.Dex文件如何生成？ androidStudio 打包apk的时候会生成Dex，其实它使用的是SDK的dx命令，我们可以用dx命令自己去打包想要打包的 class。 命令格式为： dx --dex --output=output.dex xxxx.class 将上面的output 和 xxxx换成你想要的文件名即可。 注：dx.bat在 安卓SDK的目录下：比如我的 C:\XXXXX\AndroidStudioAbout\sdk1\build-tools\28.0.3\dx.bat
3.ClassLoader是什么？ ClassLoader来自jdk，翻译为 ： 类加载器，用于将class文件中的类，加载到内存中，生成class对象。只有存在了Class对象，我们才可以创建我们想要的对象。android SDK继承了JDK的classLoader，创造出了新的ClassLoader子类。下图表示了android9.0-28 所有的ClassLoader直接或者间接子类。
用的比较多的是 BaseDexClassLoader，DexClassLoader , PathClassLoader, 其他这些，应该是谷歌大佬 创造出来新的 类加载器子类吧，还没研究过。
注：关于DexClassLoader和PathClassLoader ，网上资料有个误区，应该不少人都认为，PathClassLoader 用于加载app内部的dex文件，DexClassLoader用于加载外部的dex文件，但是其实只要看一眼 这两个类的关系，就会发现，它们都是继承自 BaseDexClassLoader，他们的构造函数内部都会去执行父类的构造函数。 他们只有一个差别，那就是 PathClssLoader不用传 optimizedDirectory这个参数，但是DexClassLoader必须传。这个参数的作用是，传入一个 dex优化之后的存放目录。而事实上，虽然PathClassLoader不要求传这个optimizedDirectory，但是它实际上是给了一个默认值。 emmmm…所以不要再认为PathClassLoader不能加载外部的dex了，它只是没有让你传 optimizedDirectory而已。
另外：BootClassLoader 用于加载Android Framework层class文件(SDK中没有这个BootClassLoader，也是很奇怪)PathClassLoader 是用于Android应用程序类的加载器，可以加载指定的dex，以及jar、zip、apk中的classes.dex。DexClassLoader 可以加载指定的dex，以及jar、zip、apk中的classes.dex。
4.ClassLoader的双亲委托机制是什么？android里面ClassLoader的作用，是将dex文件中的类，加载到内存中，生成Class对象，供我们使用（举个例子：我写了一个A类，app运行起来之后，当我需要new 一个A，ClassLoader首先会帮我查找A的Class对象是否存在，如果存在，就直接给我Class对象，让我拿去new A，如果不存在，就会出创建这个A的Class对象。）这个查找的过程，就遵循双亲委托机制。一句话解释 双亲委托机制：某个类加载器在加载某个类的时候，首先会将 这件事委托给 parent类加载器，依次递归，如果parent类加载器可以完成加载，就会直接返回Class对象。如果parent找不到或者没有父了，就会自己加载。
下图是 安卓源码ClassLoader.java:
这里红字注解，很容易读懂ClassLoader去load一个class的过程.
hook思路
OK，现在可以来解读我是如何去hook ClassLoader的了. 解读之前，先弄清楚，我为何 要hook ClassLoader，为什么hook了它之后，我的fix.dex就能发挥作用？先解决这个疑问，既然是hook，那么自然要读懂源码，因为hook就是在理解源码思维的前提下，更改源码逻辑。 一张图解决你的疑问：
按照上面图，去追踪源码，会发现，ClassLoader最终会从DexFile对象中去获得一个Class对象。并且在DexPathList类中findClass的时候，存在一个Element数组的遍历。这就意味着，如果存在多个dex文件，多个dex文件中都存在同样一个class，那么它会从第一个开始找，如果找到了，就会立即返回。如果没找到，就往下一个dex去找。
也就是说，如果我们可以在 这个数组中插入我们自己的修复bug的 fix.dex，那我们就可以让我们已经修复bug的补丁类发挥作用,让类加载器优先读取我们的补丁类.
OK,理解了源码的逻辑，那我们可以动手了。来解析SDK 23的hook ClassLoader过程吧！
确定思路，我们要改变app启动之后，自带的ClassLoader对象（具体实现类是PathClassLoader ）中 DexPathList 中 Element[] element 的实际值。
那么，步骤： 1.取得PathClassLoader的pathList的属性2.取得PathClassLoader的pathList的属性真实值（得到一个DexPathList对象）3.获得DexPathList中的dexElements 属性4.获得DexPathList对象中dexElements 属性的真实值(它是一个Element数组) 做完这4个步骤，我们得到下面的代码
5.用外部传入的Dex文件路径，构建一个我们自己的Element数组
6.将从外部传入的ClassLoader中得到的Element数组和 我们自己的Element数组合并起来，注意，我们自己的数组元素要放前面！
7.将刚才合并的新Element数组，设置到 外部传入的ClassLoader里面去。
OK，收官！
TIPS
上面的内容，读起来可能会有一些疑问，我预估到了一些，将答案写在下面
1.当我们需要反射获得一个类的某个方法或者成员变量时，我们只想拿getDeclareXX，因为我们只想拿本类中的成员，但是仅仅getDeclareXX不能跨越继承关系 拿到 父类中的非私有成员，所以我写了ReflectionUtil.java，支持跨越继承关系 拿到父类的非私有成员。
2.这种热修复，是不是*载下**的包会很大，和原先的apk差不多大？答案是，NO，我们只需要将我们修复bug之后的补丁dex*载下**到设备，让app重启，去读取这个dex即可。补丁包很小，甚至只有1K。
3.这种修复方式必须重启么？ 是的，必须重启，当然，存在不需要重启就可以修复bug的方法，那种方法叫做instant run方案,本文不涉及。 而，当前这种方案叫做：MultipleDex 即，多dex方案。
4.为什么要对SDK 23 ,19,14 写不同的hook代码？因为SDK版本的变迁，导致 一些类的关系，变量名，方法名，方法参数（个数和类型）都会发生变化，所以，要针对各个变迁的版本进行兼容。
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