Android热补丁动态修复技术（二）：实战！CLASS

本文主要是介绍Android热补丁动态修复技术（二）：实战！CLASS_ISPREVERIFIED问题！，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

一、前言

上一篇博客中，我们通过介绍dex分包原理引出了Android的热补丁技术，而现在我们将解决两个问题。

怎么将修复后的Bug类打包成dex
怎么将外部的dex插入到ClassLoader中

二、建立测试Demo

2.1 目录结构

这里写图片描述

2.2 源码

activity_main.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="match_parent"android:paddingBottom="@dimen/activity_vertical_margin"android:paddingLeft="@dimen/activity_horizontal_margin"android:paddingRight="@dimen/activity_horizontal_margin"android:paddingTop="@dimen/activity_vertical_margin"tools:context=".MainActivity"><Buttonandroid:layout_width="wrap_content"android:layout_height="wrap_content"android:onClick="click"android:text="小喵叫一声"/>
</RelativeLayout>

MainActivity.class

package com.aitsuki.bugfix;import android.os.Bundle;
import android.support.v7.app.AppCompatActivity;
import android.view.View;
import android.widget.Toast;
import com.aitsuki.bugfix.animal.Cat;public class MainActivity extends AppCompatActivity {private Cat mCat;@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);mCat = new Cat();}public void click(View view) {Toast.makeText(this, mCat.say(),Toast.LENGTH_SHORT).show();}
}

Cat.class

package com.aitsuki.bugfix.animal;/*** Created by AItsuki on 2016/3/14.*/
public class Cat {public String say() {return "汪汪汪！";}
}

2.3 运行结果

这里写图片描述

假设这是我们公司的开发项目，刚刚上线就发现了严重bug，猫会狗叫。
想修复bug，让用户再立刻更新一次显然很不友好，此时热补丁修复技术就有用了。

三、制作补丁

在加载dex的代码之前，我们先来制作补丁。

首先我们将Cat类修复，汪汪汪改成喵喵喵，然后重新编译项目。（Rebuild一下就行了）
去保存项目的地方，将Cat.class文件拷贝出来，在这里
新建文件夹，要和该Cat.class文件的包名一致，然后将Cat.class复制到这里，如图
命令行进入到图中的test目录，运行一下命令，打包补丁。如图：

然后test目录是这样的

patch_dex.jar就是我们打包好的补丁了，我们将它放到sdCard中，待会从这里加载补丁。

关于什么用这么复杂的方法打包补丁的说明：
你也可以直接将java文件拷出来，通过javac -d带包编译再转成jar。
但我这么麻烦是有原因的，因为用这种方法你可能会遇到ParseException，原因是jar包版本和dx工具版本不一致。
而从项目中直接将编译好的class直接转成jar就没问题，因为java会向下兼容，打出来的jar包和class版本是一致的。
总而言之，dx版本要和class编译版本对应。

##四、加载补丁

4.1 思路

通过上一篇博文，我们知道dex保存在这个位置
BaseDexClassLoader–>pathList–>dexElements

apk的classes.dex可以从应用本身的DexClassLoader中获取。
path_dex的dex需要new一个DexClassLoader加载后再获取。
分别通过反射取出dex文件，重新合并成一个数组，然后赋值给盈通本身的ClassLoader的dexElements

4.2 代码实现

加载外部dex，我们可以在Application中操作。
首先新建一个HotPatchApplication，然后在清单文件中配置，顺便加上读取sdcard的权限，因为补丁就保存在那里。

HotPatchApplication代码如下：

package com.aitsuki.hotpatchdemo;import android.app.Application;
import android.os.Environment;
import android.util.Log;
import java.io.File;
import java.lang.reflect.Array;
import java.lang.reflect.Field;
import dalvik.system.DexClassLoader;/*** Created by hp on 2016/4/6.*/
public class HotPatchApplication extends Application {@Overridepublic void onCreate() {super.onCreate();// 获取补丁，如果存在就执行注入操作String dexPath = Environment.getExternalStorageDirectory().getAbsolutePath().concat("/patch_dex.jar");File file = new File(dexPath);if (file.exists()) {inject(dexPath);} else {Log.e("BugFixApplication", dexPath + "不存在");}}/*** 要注入的dex的路径** @param path*/private void inject(String path) {try {// 获取classes的dexElementsClass<?> cl = Class.forName("dalvik.system.BaseDexClassLoader");Object pathList = getField(cl, "pathList", getClassLoader());Object baseElements = getField(pathList.getClass(), "dexElements", pathList);// 获取patch_dex的dexElements（需要先加载dex）String dexopt = getDir("dexopt", 0).getAbsolutePath();DexClassLoader dexClassLoader = new DexClassLoader(path, dexopt, dexopt, getClassLoader());Object obj = getField(cl, "pathList", dexClassLoader);Object dexElements = getField(obj.getClass(), "dexElements", obj);// 合并两个ElementsObject combineElements = combineArray(dexElements, baseElements);// 将合并后的Element数组重新赋值给app的classLoadersetField(pathList.getClass(), "dexElements", pathList, combineElements);//======== 以下是测试是否成功注入 =================Object object = getField(pathList.getClass(), "dexElements", pathList);int length = Array.getLength(object);Log.e("BugFixApplication", "length = " + length);} catch (ClassNotFoundException e) {e.printStackTrace();} catch (IllegalAccessException e) {e.printStackTrace();} catch (NoSuchFieldException e) {e.printStackTrace();}}/*** 通过反射获取对象的属性值*/private Object getField(Class<?> cl, String fieldName, Object object) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {Field field = cl.getDeclaredField(fieldName);field.setAccessible(true);return field.get(object);}/*** 通过反射设置对象的属性值*/private void setField(Class<?> cl, String fieldName, Object object, Object value) throws NoSuchFieldException, IllegalAccessException {Field field = cl.getDeclaredField(fieldName);field.setAccessible(true);field.set(object, value);}/*** 通过反射合并两个数组*/private Object combineArray(Object firstArr, Object secondArr) {int firstLength = Array.getLength(firstArr);int secondLength = Array.getLength(secondArr);int length = firstLength + secondLength;Class<?> componentType = firstArr.getClass().getComponentType();Object newArr = Array.newInstance(componentType, length);for (int i = 0; i < length; i++) {if (i < firstLength) {Array.set(newArr, i, Array.get(firstArr, i));} else {Array.set(newArr, i, Array.get(secondArr, i - firstLength));}}return newArr;}}

五、CLASS_ISPREVERIFIED

运行一下Demo，报以下错误。（AndroidStudio 2.0可能不会报错，需要打包的时候才会出现错误，这是Instant run导致的）
这里写图片描述
dexElements的length = 2，看来我们的patch_dex已经成功添加进去了。
但是从黄色框框和黄色框上面那一段log提示中可以看出，MainActivity引用了Cat，但是发现他们在不同的Dex中。

看到这里可能就会问：
为什么之前那么多项目都采用分包方案，但是却不会出现这个错误呢？
我在这里总结了一个过程，想知道详细分析过程的请看QQ空间开发团队的原文。

在apk安装的时候，虚拟机会将dex优化成odex后才拿去执行。在这个过程中会对所有class一个校验。
校验方式：假设A该类在它的static方法，private方法，构造函数，override方法中直接引用到B类。如果A类和B类在同一个dex中，那么A类就会被打上CLASS_ISPREVERIFIED标记
被打上这个标记的类不能引用其他dex中的类，否则就会报图中的错误
在我们的Demo中，MainActivity和Cat本身是在同一个dex中的，所以MainActivity被打上了CLASS_ISPREVERIFIED。而我们修复bug的时候却引用了另外一个dex的Cat.class，所以这里就报错了
而普通分包方案则不会出现这个错误，因为引用和被引用的两个类一开始就不在同一个dex中，所以校验的时候并不会被打上CLASS_ISPREVERIFIED
补充一下第二条：A类如果还引用了一个C类，而C类在其他dex中，那么A类并不会被打上标记。换句话说，只要在static方法，构造方法，private方法，override方法中直接引用了其他dex中的类，那么这个类就不会被打上CLASS_ISPREVERIFIED标记。

5.1 解决方案

根据上面的第六条，我们只要让所有类都引用其他dex中的某个类就可以了。

下面是QQ控件给出的解决方案
这里写图片描述

在所有类的构造函数中插入这行代码 System.out.println(AntilazyLoad.class);
这样当安装apk的时候，classes.dex内的类都会引用一个在不相同dex中的AntilazyLoad类，这样就防止了类被打上CLASS_ISPREVERIFIED的标志了，只要没被打上这个标志的类都可以进行打补丁操作。
hack.dex在应用启动的时候就要先加载出来，不然AntilazyLoad类会被标记为不存在，即使后面再加载hack.dex，AntilazyLoad类还是会提示不存在。该类只要一次找不到，那么就会永远被标上找不到的标记了。
我们一般在Application中执行dex的注入操作，所以在Application的构造中不能加上System.out.println(AntilazyLoad.class);这行代码，因为此时hack.dex还没有加载进来，AntilazyLoad并不存在。
之所以选择构造函数是因为他不增加方法数，一个类即使没有显式的构造函数，也会有一个隐式的默认构造函数。