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  • 热更新

  • 热修复技术概述
    • 1. 热修复定义与背景
    • 2. 热修复的必要性
    • 3. 热修复的优势
    • 4. 热修复的应用场景
  • Android热修复实现原理
    • 1. ClassLoader机制
    • 2. DexClassLoader与MultiDex
    • 3. 类替换与资源替换
  • 主流热修复框架对比
    • 1. Tinker框架
    • 2. Hotfix框架
    • 3. QZonePatch框架
    • 4. 其他框架对比
  • 热修复的最佳实践与未来趋势
    • 1. 热修复的最佳实践
    • 2. 热修复的监控与回滚
  • ART与Dalvik
    • Dalvik
    • ART
    • Dexopt与DexAot
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热更新

热修复技术概述

1. 热修复定义与背景

热修复技术,作为一种先进的软件维护手段,特指在应用程序无需卸载或重启的前提下,通过动态加载补丁文件的方式,实现对应用程序中已存在bug的快速修复。这一技术的诞生,源于对传统应用程序更新方式所存在弊端的深刻反思。传统的更新方式,即用户需通过应用市场下载并安装新版本,不仅过程繁琐、耗时长,而且在面对紧急bug修复时,显得尤为力不从心,严重影响了用户体验。热修复技术的出现,恰恰解决了这一问题,它能够在不中断用户服务的情况下,迅速修复bug,从而极大地提高了修复效率,优化了用户体验。

随着移动互联网的蓬勃发展,Android系统作为全球最大的移动操作系统之一,其应用程序的开发与更新频率日益加快。在这一背景下,热修复技术的重要性愈发凸显。它不仅能够帮助开发者快速响应和解决线上问题,减少因bug导致的用户流失和负面评价,还能够降低软件维护成本,提高开发效率。因此,热修复技术已成为Android应用开发过程中不可或缺的一环。

随着Android系统的不断升级和完善,热修复技术也在不断发展和优化。越来越多的开发者和企业开始意识到热修复技术的价值,并积极投入到相关技术的研发和应用中。可以预见,在未来的Android应用开发生态中,热修复技术将继续发挥着重要作用,为开发者和用户带来更加便捷、高效的软件使用体验。

热修复技术虽然具有诸多优势,但在实际应用过程中仍需谨慎对待。例如,在选择热修复框架时,开发者需要综合考虑其性能、稳定性、兼容性以及安全性等因素,以确保所选框架能够满足实际应用需求。同时,在实施热修复过程中,开发者还需严格遵守相关规范和标准,确保修复操作的安全性和有效性。

热修复技术作为Android应用开发的重要组成部分,其定义与背景与Android系统的发展、应用程序的更新频率以及用户体验的需求密切相关。在未来的发展中,热修复技术将继续发挥其独特优势,为Android应用开发者和用户带来更多便利和价值。

2. 热修复的必要性

随着移动互联网的蓬勃发展,智能手机应用程序已成为人们日常生活中不可或缺的一部分。这些应用程序在持续更新和迭代过程中,难免会出现各种bug,影响用户体验。传统的应用程序更新方式,即通过应用市场重新下载并安装新版本,不仅耗费用户宝贵的时间和流量,而且在面对紧急bug时,这种更新方式的响应速度显然无法满足需求。因此,热修复技术的出现,为这一问题提供了有效的解决方案。

热修复技术能够在不卸载旧版本应用程序的情况下,通过动态加载补丁文件,实时修复应用程序中的bug。这种技术不仅大大提高了修复效率,还显著改善了用户体验。用户无需等待漫长的更新过程,也无需担心更新可能带来的兼容性问题或其他未知风险。更重要的是,对于开发者而言,热修复技术提供了一种更加灵活和高效的bug修复方式,使得他们能够在最短时间内响应并解决问题,从而提升用户满意度和应用程序的整体质量。

随着应用程序功能的不断扩展和复杂化,bug的出现频率也在增加。这意味着开发者需要更加频繁地进行bug修复和更新。在这种情况下,热修复技术的优势更加明显。它可以帮助开发者快速响应和解决各种突发问题,确保应用程序的稳定性和可靠性。同时,由于热修复技术可以针对特定问题进行精确修复,因此也可以避免不必要的全面更新,从而节省资源和成本。

热修复技术的出现是移动互联网发展的必然趋势。它解决了传统更新方式的诸多弊端,为开发者和用户提供了更加高效、便捷的解决方案。随着技术的不断进步和完善,热修复技术将在未来发挥更加重要的作用,为移动互联网的持续发展注入新的活力。

3. 热修复的优势

热修复技术以其独特的优势,在Android应用程序开发中占据了重要地位。这些优势主要体现在修复效率高、用户体验好、节省流量和带宽等方面。通过动态加载补丁文件,热修复技术能够在不卸载旧版本应用程序的情况下,迅速实现bug的修复,从而避免了传统更新方式所带来的诸多弊端。

在修复效率方面,热修复技术显著优于传统的更新方式。传统的应用程序更新需要用户通过应用市场下载并安装新版本,这一过程不仅耗时长,而且容易受到网络环境和设备性能的影响。相比之下,热修复技术通过动态加载补丁文件,无需用户进行繁琐的操作,即可快速完成bug的修复。这种高效的修复方式对于及时应对线上紧急bug具有重要意义,能够显著提升应用程序的稳定性和可靠性。

在用户体验方面,热修复技术同样具有显著优势。由于传统的更新方式需要用户等待新版本下载并安装完成,这一过程往往会占用用户宝贵的时间,并可能导致用户体验的下降。而热修复技术则能够在用户无感知的情况下完成bug的修复,避免了因更新而带来的等待和中断。这种无缝的修复体验能够显著提升用户对应用程序的满意度和忠诚度。

热修复技术还能够节省流量和带宽。传统的应用程序更新通常需要下载完整的新版本,这无疑会消耗大量的流量和带宽资源。而热修复技术则通过传输较小的补丁文件来完成bug的修复,从而有效减少了流量和带宽的消耗。这种轻量级的修复方式对于降低用户的使用成本和减轻服务器的负担都具有积极意义。

热修复技术以其高效的修复方式、良好的用户体验以及节省流量和带宽等优势,在Android应用程序开发中发挥了重要作用。这些优势使得热修复技术成为解决线上紧急bug、提升应用程序稳定性和可靠性的有效手段。随着移动互联网的不断发展,热修复技术有望在未来发挥更加广泛和深入的作用。

4. 热修复的应用场景

热修复技术的应用场景广泛,主要涵盖了线上紧急bug的修复、性能优化以及功能更新等方面。这些应用场景充分体现了热修复技术在提高修复效率、改善用户体验以及实现快速迭代更新方面的显著优势。

在线上紧急bug的修复方面,热修复技术发挥了至关重要的作用。当开发者发现线上应用程序存在紧急bug时,传统的更新方式往往需要用户重新下载并安装整个应用程序,这不仅耗时长,而且用户体验极差。而采用热修复技术,开发者可以迅速制作包含bug修复代码的补丁文件,并通过动态加载的方式推送给用户进行修复。这种方式不仅修复效率高,而且可以在不影响用户正常使用的情况下完成修复,从而极大地提升了用户体验。

在性能优化方面,热修复技术同样具有显著的优势。随着应用程序的不断运行,可能会出现一些性能瓶颈或资源泄露等问题。这些问题虽然不像紧急bug那样直接影响用户的正常使用,但长期存在会对应用程序的稳定性和用户体验造成潜在威胁。通过热修复技术,开发者可以在不卸载旧版本应用程序的情况下,对性能问题进行优化和调整,从而提高应用程序的运行效率和稳定性。

在功能更新方面,热修复技术也展现出了其独特的价值。传统的功能更新通常需要用户下载并安装新版本的应用程序,这不仅占用了大量的流量和带宽,而且更新频率过高还可能引起用户的反感。而采用热修复技术,开发者可以将新功能以补丁文件的形式推送给用户,用户只需动态加载补丁文件即可完成功能更新。这种方式不仅节省了流量和带宽,而且可以实现更加灵活和快速的功能迭代更新。

热修复技术在线上紧急bug的修复、性能优化以及功能更新等应用场景中均表现出了显著的优势和价值。随着移动互联网的快速发展和Android应用程序的不断复杂化,热修复技术的应用前景将更加广阔。未来,我们期待热修复技术能够在更多领域发挥其独特的优势,为Android应用程序的开发和维护提供更加高效和可靠的解决方案。

Android热修复实现原理

1. ClassLoader机制

ClassLoader作为Android系统中类加载的核心组件,其工作机制对于理解和实现热修复技术至关重要。在Android运行时环境中,ClassLoader负责根据指定的路径和策略,动态地将类文件加载到内存中,以供应用程序使用。这一过程中,ClassLoader不仅负责类的查找和定位,还涉及到类的验证、解析和初始化等关键步骤。

在热修复技术的实现中,自定义ClassLoader发挥了重要作用。通过自定义ClassLoader,开发者可以精确地控制类的加载过程,包括加载哪些类、从何处加载类以及如何加载类等。这种灵活性使得热修复技术能够在不干扰用户正常使用应用程序的情况下,动态地替换或修复存在问题的类。

热修复技术通过以下步骤利用ClassLoader机制实现bug的修复:

1、制作补丁文件:首先,开发者需要针对应用程序中的bug制作补丁文件。这些补丁文件通常包含了修复bug所需的新类或修改后的类。

2、部署补丁文件:补丁文件制作完成后,需要将其部署到用户可访问的服务器上。这样,当应用程序需要修复bug时,就可以从服务器上下载对应的补丁文件。

3、自定义ClassLoader:在应用程序中,开发者需要创建一个自定义的ClassLoader,用于加载补丁文件中的类。这个自定义ClassLoader需要重写父类的findClass()方法,以便在加载类时能够首先尝试从补丁文件中查找。

4、加载补丁类:当应用程序需要修复bug时,自定义ClassLoader会根据补丁文件的路径和名称,动态地加载其中的类。这个过程涉及到类的验证、解析和初始化等步骤,确保加载的类是正确的且可用于应用程序。

5、替换原有类:一旦补丁类被成功加载到内存中,就可以通过反射机制或其他技术手段,将其替换掉应用程序中原有的存在问题的类。这样,当应用程序再次执行到相关代码时,就会使用新的、修复后的类来执行。

通过这种方式,热修复技术能够充分利用ClassLoader机制的灵活性,实现对应用程序中类的动态加载和替换,从而达到快速修复bug的目的。同时,由于整个过程发生在应用程序运行时环境中,因此无需用户卸载或重启应用程序,大大提高了修复效率和用户体验。

2. DexClassLoader与MultiDex

DexClassLoader在Android热修复技术中扮演着至关重要的角色。作为Android系统提供的用于加载dex文件的类加载器,DexClassLoader使得开发者能够在运行时动态地加载包含修复代码的补丁dex文件,从而实现对应用程序中bug的修复。这一过程中,DexClassLoader通过其灵活的加载机制,为热修复技术提供了强大的支持。

在深入探讨DexClassLoader在热修复中的应用之前,我们有必要了解其基本的工作原理。DexClassLoader在加载dex文件时,会首先将其转换为Android系统能够识别的内部格式,然后再通过ClassLoader的加载机制将其加载到内存中。这一过程中,DexClassLoader需要指定dex文件的路径、优化参数以及库文件的搜索路径等关键信息,以确保dex文件能够被正确地加载和执行。

随着Android应用程序功能的不断扩展和复杂化,单个dex文件可能无法满足编译器的限制,尤其是方法数的限制。为了解决这一问题,Android引入了MultiDex机制。MultiDex机制允许开发者将应用程序的代码拆分为多个dex文件,从而突破了单个dex文件的方法数限制。在热修复中,MultiDex机制同样发挥着重要的作用。

通过利用MultiDex机制,热修复技术可以加载多个补丁dex文件,以实现更复杂的修复操作。这意味着,当应用程序中存在多个需要修复的bug时,开发者可以为每个bug单独生成一个补丁dex文件,然后通过MultiDex机制将这些补丁dex文件一起加载到应用程序中。这种方式不仅提高了修复的灵活性,还降低了修复操作的复杂性。

在实际应用中,DexClassLoader与MultiDex的结合使用为Android热修复技术带来了显著的优势。首先,通过动态加载补丁dex文件,热修复技术能够在不卸载旧版本应用程序的情况下实现对bug的修复,从而大大提高了修复效率和用户体验。其次,MultiDex机制的支持使得热修复技术能够应对更复杂、更大规模的应用程序修复需求,进一步提升了其实用性和可靠性。

总的来说,DexClassLoader与MultiDex在Android热修复技术中发挥着不可或缺的作用。它们的结合使用不仅突破了单个dex文件的限制,还为热修复技术提供了强大的支持和灵活的扩展性。随着Android系统的不断发展和完善,我们期待DexClassLoader与MultiDex在热修复领域能够发挥出更大的潜力,为开发者带来更加便捷、高效的修复体验。

3. 类替换与资源替换

类替换和资源替换是热修复技术中的核心环节,它们对于实现应用程序的无缝修复至关重要。在进行类替换时,我们需要对原有的类结构进行深入的理解,并确保替换过程不会破坏应用程序的稳定性和功能完整性。

在类替换的具体操作中,我们首先需要备份原始类,这是为了防止替换过程中出现问题,导致原始类被损坏而无法恢复。备份完成后,我们将从补丁类中提取出修复代码,这些代码通常是针对特定问题的解决方案,它们将被精确地插入到原始类的相应位置,以替换那些存在问题的代码段。

为了实现这一过程,我们需要深入到Android系统的类加载机制中。Android的类加载机制基于双亲委派模型,这意味着在加载类时,系统会首先尝试从父类加载器中加载,如果父类加载器无法找到该类,才会尝试从当前类加载器中加载。因此,为了拦截类加载请求并返回修改后的类对象,我们需要在自定义的ClassLoader中重写findClass方法。通过这种方法,我们可以在类被加载到虚拟机之前,对其进行修改和替换。

除了类替换外,资源替换也是热修复技术中的重要一环。资源文件,如图片、布局文件等,在应用程序中扮演着重要的角色。当这些资源文件出现问题时,同样需要通过热修复技术来进行替换。与类替换类似,资源替换也需要修改资源的加载路径和加载策略。具体来说,我们可以通过修改应用程序的资源索引表来实现资源文件的替换。当应用程序尝试加载某个资源时,系统会首先查找资源索引表以获取资源的加载路径。因此,通过修改索引表中的路径信息,我们可以将加载请求重定向到新的资源文件上,从而实现资源替换。

总的来说,类替换和资源替换是热修复技术中的两大关键步骤。它们通过修改类加载机制和资源加载策略来实现应用程序的无缝修复,为开发者提供了一种高效、灵活的bug修复方案。然而,这两步操作都需要对Android系统的内部机制有深入的理解,并且需要谨慎处理以避免引入新的问题。因此,在实际应用中,开发者应该结合具体的应用场景和需求来选择合适的热修复方案,并确保其稳定性和可靠性。

主流热修复框架对比

1. Tinker框架

Tinker框架作为腾讯出品的一款热修复工具,其在Android开发领域具有广泛的应用和认可。其设计理念主要围绕高效、稳定和安全三个核心点展开,旨在为开发者提供一种可靠且灵活的热修复解决方案。

在支持版本方面,Tinker表现出了良好的兼容性,能够适配Android 4.0及以上的多种系统版本。这意味着,无论开发者的应用是针对哪个版本的Android系统进行开发,Tinker都能够为其提供有效的热修复支持。

功能层面,Tinker不仅支持动态替换代码,还能够修复线上的Crash问题。动态替换代码是热修复技术的核心功能之一,它允许开发者在不重启应用的情况下,实时替换应用中的错误代码,从而快速修复bug。而线上Crash修复功能则进一步提升了Tinker的实用性,它能够在应用发生崩溃时,迅速定位问题并推送修复补丁,有效提升了用户体验和应用稳定性。

实现原理上,Tinker充分利用了Java的类加载机制。通过自定义ClassLoader和修改类加载路径,Tinker能够精确地控制补丁文件的加载和类的替换过程。这种实现方式不仅保证了热修复的准确性和高效性,还在一定程度上提升了热修复过程的安全性。

除此之外,Tinker还提供了全量和增量两种热修复方式。全量修复适用于对应用进行全面更新或修复的场景,它能够一次性替换应用中的所有错误代码和资源文件。而增量修复则更加灵活,它允许开发者只替换应用中的部分代码或资源文件,从而减少了修复补丁的大小和推送成本。这种灵活的修复方式使得开发者能够根据实际需求选择最合适的修复方案,进一步提升了热修复的效率和用户体验。

总的来说,Tinker框架凭借其高效、稳定和安全的特点,以及灵活多样的热修复方式,为Android开发者提供了一种强大且易用的热修复解决方案。无论是在应对线上紧急bug修复,还是进行常规的性能优化和功能更新,Tinker都能够为开发者提供有力的支持。

2. Hotfix框架

Hotfix是阿里巴巴开源的一款Android热修复框架,以其高效、灵活和易用的特性在业界赢得了广泛赞誉。该框架主要利用Java的反射机制和Android系统的ClassLoader机制来实现热修复功能,使得开发者能够在不重新发布应用的情况下,动态地修复应用中的bug。

Hotfix框架的核心思想是在运行时动态地修改已有的类或者方法的行为。具体来说,它通过在应用启动时加载一个包含修复代码的补丁包,然后利用反射机制找到需要修复的类和方法,并动态地将其替换为补丁包中的相应实现。这种方式不仅避免了繁琐的应用更新流程,还能够在不修改原始代码的情况下实现对应用行为的调整。

在实际应用中,Hotfix框架展现出了显著的优势。首先,它具有良好的兼容性,能够支持不同版本的Android系统和各种主流的应用架构。其次,Hotfix框架提供了丰富的API和配置选项,使得开发者能够根据自己的需求灵活地定制热修复方案。此外,该框架还具备较高的安全性和稳定性,能够有效地防止恶意代码的注入和保证修复过程的可靠性。

尽管Hotfix框架在诸多方面都表现出色,但在实际使用过程中仍需要注意一些问题。例如,由于反射机制的使用可能会带来一定的性能开销,因此在选择使用Hotfix时需要权衡修复效率和性能损耗之间的关系。此外,对于某些复杂或深层次的问题,可能无法通过简单的类替换或方法修改来解决,这时就需要结合其他手段进行综合处理。

总的来说,Hotfix作为一款优秀的Android热修复框架,为开发者提供了一种高效、灵活且安全的解决方案。通过合理地运用该框架,开发者能够显著提升应用的稳定性和用户体验,从而更好地满足用户需求和市场变化。

3. QZonePatch框架

QZonePatch框架是腾讯QQ空间团队推出的一款高效且轻量级的Android热修复框架。该框架在业界享有较高的声誉,主要得益于其突出的优势、独特的实现原理以及鲜明的特点。

在优势方面,QZonePatch框架首先体现在其高效性上。它能够在短时间内完成补丁文件的加载和类的替换,从而确保bug得到迅速修复,减少用户的等待时间。此外,该框架还具有较好的稳定性,能够在不同版本的Android系统上稳定运行,且对应用程序的性能影响较小。更重要的是,QZonePatch框架注重安全性,通过一系列的安全校验机制来确保补丁文件的完整性和真实性,防止恶意攻击和篡改。

在实现原理上,QZonePatch框架采用了创新的类替换技术。它通过对Android系统的ClassLoader机制进行深度定制,实现了在不重启应用程序的情况下动态替换类。具体来说,该框架会创建一个新的ClassLoader实例来加载补丁文件中的类,并通过反射技术将新类替换到旧类的引用上。这种实现方式不仅提高了类替换的效率,还确保了替换过程的准确性和可靠性。此外,QZonePatch框架还支持资源文件的热修复,通过修改资源文件的加载路径来实现资源的实时更新。

在特点方面,QZonePatch框架的轻量级设计值得一提。它针对Android系统的特性进行了优化,减少了不必要的依赖和代码量,使得整个框架的体积更加小巧。这不仅降低了集成成本,还提高了框架的兼容性和可扩展性。同时,QZonePatch框架还提供了丰富的API接口和配置选项,方便开发者根据实际需求进行定制和扩展。这些特点使得QZonePatch框架在实际应用中更加灵活和易用。

QZonePatch框架凭借其高效性、稳定性和安全性等优势,以及独特的实现原理和鲜明的特点,在Android热修复领域占据了重要的地位。对于需要快速修复线上bug、提高用户体验的开发者来说,QZonePatch框架无疑是一个值得考虑的选择。

4. 其他框架对比

在Android热修复领域,除了Tinker、Hotfix和QZonePatch等主流框架外,还存在许多其他优秀的热修复框架。这些框架各具特色,为开发者提供了多样化的选择。以下是对其中几个框架的简要介绍和对比分析。

1、Robust:

Robust是美团开源的一款Android热修复框架,它主要面向于解决Android应用中的方法替换问题。Robust通过在编译时插入代码,使得在运行时能够动态地改变方法的实现,从而达到热修复的目的。该框架的优势在于其高效性和稳定性,能够在不重启应用的情况下快速完成修复操作。然而,Robust对于资源文件的修复支持相对较弱,需要开发者额外处理。

2、Dexposed:

Dexposed是阿里巴巴早期开源的一款Android热修复框架,它允许开发者在运行时动态地修改类的行为。Dexposed通过Hook技术实现了对Android系统底层方法的拦截和修改,从而实现了强大的热修复功能。然而,由于Hook技术可能引入潜在的安全风险和兼容性问题,因此在使用Dexposed时需要格外注意其安全性和稳定性。

3、Amigo:

Amigo是一款基于Java虚拟机(JVM)的热修复框架,它可以在不修改原始APK的情况下实现代码的动态更新。Amigo通过创建一个与原始应用并行的沙箱环境,将修复代码运行在其中,从而避免了直接修改原始应用带来的风险。该框架的优势在于其良好的隔离性和安全性,但相应地,其实现复杂度也较高,需要开发者具备一定的JVM知识。

4、Sophix:

Sophix是乐视网推出的一款高效、稳定的Android热修复框架。它支持多种修复场景,包括代码修复、资源修复和SO库修复等。Sophix采用了自研的差分算法和压缩技术,使得补丁文件的大小和传输速度都得到了优化。此外,Sophix还提供了完善的版本管理和回滚机制,确保了修复操作的可控性和安全性。

各种热修复框架都有其独特的优势和适用场景。在选择具体的框架时,开发者需要根据项目的实际需求、技术栈和团队经验等因素进行综合考虑。

热修复的最佳实践与未来趋势

1. 热修复的最佳实践

在Android应用程序开发中,采用热修复技术已成为快速修复线上bug、提升用户体验的重要手段。然而,如何在实际应用中充分发挥热修复技术的优势,确保修复过程的高效与稳定,是开发者需要深入探讨的问题。以下将从热修复方案选型、补丁包生成与分发等方面,提出热修复的最佳实践。

一、热修复方案选型

在选择热修复方案时,开发者应充分考虑方案的成熟度、稳定性、性能以及兼容性等因素。目前市场上存在多种热修复框架,如Tinker、Hotfix、QZonePatch等,各具特色。在选择时,可结合项目实际需求,对比各框架的优缺点,选择最适合的热修复方案。例如,对于追求高性能和稳定性的大型应用,Tinker框架可能是一个不错的选择;而对于需要快速集成热修复功能的小型应用,Hotfix或QZonePatch等轻量级框架可能更为合适。

二、补丁包生成

生成补丁包是热修复过程中的关键环节。为了确保补丁包的有效性和安全性,开发者应遵循以下最佳实践:

1、最小化补丁包大小:通过精确识别并定位需要修复的代码或资源,尽量减少补丁包的大小,以降低用户的下载成本和网络负担。

2、代码混淆与加密:对补丁包中的代码进行混淆和加密处理,以提高其安全性,防止恶意攻击和篡改。

3、严格测试:在发布补丁包之前,务必进行充分的测试,确保其在各种场景下的稳定性和兼容性。

三、补丁包分发

补丁包的分发策略直接影响到热修复的效率和用户体验。以下是一些建议的最佳实践:

1、利用CDN加速分发:通过内容分发网络(CDN)加速补丁包的传输速度,确保用户能够快速获取并安装补丁。

2、差量更新:采用差量更新技术,只传输与旧版本相比发生变化的部分,进一步减少用户的下载量。

3、灰度发布:在全面推送补丁包之前,先进行灰度发布,选取部分用户进行验证,确保补丁包的稳定性和有效性。

4、强制更新与可选更新相结合:根据bug的严重程度和影响范围,决定采用强制更新还是可选更新的方式。对于严重影响用户体验或系统稳定性的bug,可采用强制更新;对于一般性的功能优化或小幅改进,则可采用可选更新。

热修复技术的最佳实践涉及方案选型、补丁包生成与分发等多个环节。开发者在实际应用中应充分考虑各种因素,结合项目需求和自身经验,制定出适合的热修复策略。

2. 热修复的监控与回滚

在Android热修复技术的应用过程中,监控与回滚策略是确保修复过程稳定性和安全性的重要环节。有效的监控能够帮助开发者实时了解修复状态,及时发现潜在问题;而回滚策略则能在出现问题时迅速恢复到之前的稳定状态,降低风险。

监控机制在热修复过程中发挥着至关重要的作用。通过收集和分析修复过程中的关键数据,如补丁包的下载情况、安装成功率、修复效果等,开发者可以全面评估热修复的实施效果。此外,监控还能帮助开发者及时发现异常情况,如补丁包下载失败、安装异常等,从而迅速采取应对措施。

在实施监控时,可以采用日志记录、远程监控和实时报警等多种手段。日志记录能够详细记录修复过程中的每一步操作,便于后续分析和排查问题。远程监控则可以让开发者实时查看应用程序的运行状态和修复情况,及时发现并解决问题。而实时报警则能在出现异常情况时第一时间通知开发者,确保问题得到及时处理。

回滚策略是热修复过程中不可或缺的一部分。尽管热修复技术能够显著提高修复效率,但在实际应用中仍可能遇到各种问题,如补丁包与原始应用程序不兼容、修复效果不达预期等。在这种情况下,迅速回滚到之前的稳定状态就显得尤为重要。

回滚策略通常包括两个关键步骤:一是保留原始应用程序的备份,以便在需要时能够迅速恢复到之前的状态;二是制定详细的回滚计划,包括回滚条件、回滚步骤和验证流程等。在制定回滚计划时,需要充分考虑各种可能出现的异常情况,并制定相应的应对措施,以确保回滚过程的顺利进行。

热修复的监控与回滚策略是确保Android热修复技术稳定性和安全性的重要保障。通过实施有效的监控和制定完善的回滚策略,开发者可以更加放心地采用热修复技术来应对线上紧急bug的修复需求,提高应用程序的稳定性和用户体验。

ART与Dalvik

Dalvik

Dalvik是Google公司自己设计用于Android平台的Java虚拟机。支持已转换为.dex(Dalvik Executable)格式的Java应用程序的运行,.dex格式是专为Dalvik应用设计的一种压缩格式,适合内存和处理器速度有限的系统。

DVM也是实现了JVM规范的一个虚拟器,默认使用CMS垃圾回收器,但是与JVM运行 Class 字节码不同,DVM 执行 Dex(Dalvik Executable Format) ——专为 Dalvik 设计的一种压缩格式。Dex 文件是很多 .class 文件处理压缩后的产物,最终可以在 Android 运行时环境执行。

ART

Android Runtime, Android 4.4 中引入的一个开发者选项,也是 Android 5.0 及更高版本的默认模式。在应用安装的时候Ahead-Of-Time(AOT)预编译字节码到机器语言,这一机制叫Ahead-Of-Time(AOT)预编译。应用程序安装会变慢,但是执行将更有效率,启动更快。

在Dalvik下,应用运行需要解释执行,常用热点代码通过即时编译器(JIT)将字节码转换为机器码,运行效率低。而在ART环境中,应用在安装时,字节码预编译(AOT)成机器码,安装慢了,但运行效率会提高。

ART占用空间比Dalvik大(字节码变为机器码), “空间换时间"。

预编译也可以明显改善电池续航,因为应用程序每次运行时不用重复编译了,从而减少了CPU的使用频率,降低了能耗。

ART会执行AOT,但针对 Dalvik 开发的应用也能在 ART 环境中运作。

Dexopt与DexAot

ART会执行AOT,但针对 Dalvik 开发的应用也能在 ART 环境中运作。

dexopt

在Dalvik中虚拟机在加载一个dex文件时,对 dex 文件 进行 验证 和 优化的操作,其对 dex 文件的优化结果变成了 odex(Optimized dex) 文件,这个文件和 dex 文件很像,只是使用了一些优化操作码。

dexAot

ART 预先编译机制,在安装时对 dex 文件执行dexopt优化之后再将odex进行 AOT 提前编译操作,编译为OAT(实际上是ELF文件)可执行文件(机器码)。(相比做过ODEX优化,未做过优化的DEX转换成OAT要花费更长的时间)

https://source.android.google.cn/devices/tech/dalvik/gc-debug

ClassLoader类加载

Java 类加载器

任何一个 Java 程序都是由一个或多个 class 文件组成,在程序运行时,需要将 class 文件加载到 JVM 中才可以使用,负责加载这些 class 文件的就是 Java 的类加载机制。ClassLoader 的作用简单来说就是加载 class 文件,提供给程序运行时使用。每个 Class 对象的内部都有一个 classLoader 字段来标识自己是由哪个 ClassLoader 加载的。

BootClassLoader

用于加载Android Framework层class文件。

PathClassLoader

用于Android应用程序类加载器。可以加载指定的dex,以及jar、zip、apk中的classes.dex

DexClassLoader

加载指定的dex,以及jar、zip、apk中的classes.dex

很多博客里说PathClassLoader只能加载已安装的apk的dex,其实这说的应该是在dalvik虚拟机上。但现在一般不用关心dalvik了。

PathClassLoader与DexClassLoader的共同父类是BaseDexClassLoader。

public class DexClassLoader extends BaseDexClassLoader {
	
    public DexClassLoader(String dexPath, String optimizedDirectory,
		String librarySearchPath, ClassLoader parent) {
		super(dexPath, new File(optimizedDirectory), librarySearchPath, parent);
	}
}

public class PathClassLoader extends BaseDexClassLoader {

    public PathClassLoader(String dexPath, ClassLoader parent) {
        super(dexPath, null, null, parent);
    }

	public PathClassLoader(String dexPath, String librarySearchPath, ClassLoader parent){
		 super(dexPath, null, librarySearchPath, parent);
	}
}

可以看到两者唯一的区别在于:创建DexClassLoader需要传递一个optimizedDirectory参数,并且会将其创建为File对象传给super,而PathClassLoader则直接给到null。因此两者都可以加载指定的dex,以及jar、zip、apk中的classes.dex

PathClassLoader pathClassLoader = new PathClassLoader("/sdcard/xx.dex", getClassLoader());

File dexOutputDir = context.getCodeCacheDir();
DexClassLoader dexClassLoader = new DexClassLoader("/sdcard/xx.dex",dexOutputDir.getAbsolutePath(), null,getClassLoader());

其实,optimizedDirectory参数就是dexopt的产出目录(odex)。那PathClassLoader创建时,这个目录为null,就意味着不进行dexopt?并不是,optimizedDirectory为null时的默认路径为:/data/dalvik-cache。

在API 26源码中,将DexClassLoader的optimizedDirectory标记为了 deprecated 弃用,实现也变为了:

public DexClassLoader(String dexPath, String optimizedDirectory,
					String librarySearchPath, ClassLoader parent) {
	super(dexPath, null, librarySearchPath, parent);
}

和PathClassLoader一摸一样了!

双亲委托机制

可以看到创建ClassLoader需要接收一个ClassLoader parent参数。这个parent的目的就在于实现类加载的双亲委托。即:

某个类加载器在接到加载类的请求时,首先将加载任务委托给父类加载器,依次递归,如果父类加载器可以完成类加载任务,就成功返回;只有父类加载器无法完成此加载任务时,才自己去加载。

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException {
    synchronized(this.getClassLoadingLock(name)) {

        // 检查class是否被加载
        Class c = this.findLoadedClass(name);
        if (c == null) {
            long t0 = System.nanoTime();

            try {
                if (this.parent != null) {
                    // 如果parent不为null,则调用parent的loadClass进行加载
                    c = this.parent.loadClass(name, false);
                } else {
                    // 如果parent为null,则调用BootClassLoader进行加载
                    c = this.findBootstrapClassOrNull(name);
                }
            } catch (ClassNotFoundException var10) {
            }

            if (c == null) {
                // 如果都找不到就自己查找
                long t1 = System.nanoTime();
                c = this.findClass(name);
                PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                PerfCounter.getFindClasses().increment();
            }
        }

        if (var2) {
            this.resolveClass(c);
        }

        return c;
    }
}

因此我们自己创建的ClassLoader: new PathClassLoader("/sdcard/xx.dex", getClassLoader());并不仅仅只能加载 xx.dex中的class。

值得注意的是:c = findBootstrapClassOrNull(name);

按照方法名理解,应该是当parent为null时候,也能够加载BootClassLoader加载的类。

new PathClassLoader("/sdcard/xx.dex", null),能否加载Activity.class?

但是实际上,Android当中的实现为:(Java不同)

private Class findBootstrapClassOrNull(String name) {
  return null;
}	

findClass

可以看到在所有父ClassLoader无法加载Class时,则会调用自己的findClass方法。findClass在ClassLoader中的定义为:

protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
	throw new ClassNotFoundException(name);
}

其实任何ClassLoader子类,都可以重写loadClass与findClass。一般如果你不想使用双亲委托,则重写loadClass修改其实现。而重写findClass则表示在双亲委托下,父ClassLoader都找不到Class的情况下,定义自己如何去查找一个Class。而我们的PathClassLoader会自己负责加载MainActivity这样的程序中自己编写的类,利用双亲委托父ClassLoader加载Framework中的Activity。说明PathClassLoader并没有重写loadClass,因此我们可以来看看PathClassLoader中的 findClass 是如何实现的。

public BaseDexClassLoader(String dexPath, File optimizedDirectory,String 	
						librarySearchPath, ClassLoader parent) {
	super(parent);
	this.pathList = new DexPathList(this, dexPath, librarySearchPath, 		
                                    optimizedDirectory);
}

@Override
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
	List<Throwable> suppressedExceptions = new ArrayList<Throwable>();
    //查找指定的class
    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;
}

​实现非常简单,从pathList中查找class。继续查看DexPathList

public DexPathList(ClassLoader definingContext, String dexPath,
            String librarySearchPath, File optimizedDirectory) {
	//.........
    // splitDexPath 实现为返回 List<File>.add(dexPath)
    // makeDexElements 会去 List<File>.add(dexPath) 中使用DexFile加载dex文件返回 Element数组
    this.dexElements = makeDexElements(splitDexPath(dexPath), optimizedDirectory,
                                           suppressedExceptions, definingContext);
	//.........
    
}

public Class findClass(String name, List<Throwable> suppressed) {
     //从element中获得代表Dex的 DexFile
	for (Element element : dexElements) {
		DexFile dex = element.dexFile;
		if (dex != null) {
            //查找class
        	Class clazz = dex.loadClassBinaryName(name, definingContext, suppressed);
            if (clazz != null) {
            	return clazz;
        	}
    	}
    }
    if (dexElementsSuppressedExceptions != null) {
    	suppressed.addAll(Arrays.asList(dexElementsSuppressedExceptions));
    }
	return null;
}

热修复

PathClassLoader中存在一个Element数组,Element类中存在一个dexFile成员表示dex文件,即:APK中有X个dex,则Element数组就有X个元素。

在PathClassLoader中的Element数组为:[patch.dex , classes.dex , classes2.dex]。如果存在Key.class位于patch.dex与classes2.dex中都存在一份,当进行类查找时,循环获得dexElements中的DexFile,查找到了Key.class则立即返回,不会再管后续的element中的DexFile是否能加载到Key.class了。

​因此实际上,一种热修复实现可以将出现Bug的class单独的制作一份fix.dex文件(补丁包),然后在程序启动时,从服务器下载fix.dex保存到某个路径,再通过fix.dex的文件路径,用其创建Element对象,然后将这个Element对象插入到我们程序的类加载器PathClassLoader的pathList中的dexElements数组头部。这样在加载出现Bug的class时会优先加载fix.dex中的修复类,从而解决Bug。

热修复的方式不止这一种,并且如果要完整实现此种热修复可能还需要注意一些其他的问题(如:反射兼容)。

https://juejin.im/post/6844903651098492942
https://github.com/WeMobileDev/article/blob/master/Android_N混合编译与对热补丁影响解析.md
https://www.jianshu.com/p/2891599511ff

资料

android集成阿里sophix热更新

最近更新:: 2025/10/23 21:22
Contributors: luokaiwen