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Android

Android热修复技术原理详解（最新最全版本）

發(fā)布時(shí)間：2025/3/15 Android 30 豆豆
生活随笔 收集整理的這篇文章主要介紹了 Android热修复技术原理详解（最新最全版本） 小編覺得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.

本文框架

  • 什么是熱修復(fù)？
  • 熱修復(fù)框架分類
  • 技術(shù)原理及特點(diǎn)
  • Tinker框架解析
  • 各框架對(duì)比圖
  • 總結(jié)

??通過閱讀本文，你會(huì)對(duì)熱修復(fù)技術(shù)有更深的認(rèn)知，本文會(huì)列出各類框架的優(yōu)缺點(diǎn)以及技術(shù)原理，文章末尾簡(jiǎn)單描述一下Tinker的框架結(jié)構(gòu)。

一、什么是熱修復(fù)？

正常開發(fā)流程

熱修復(fù)開發(fā)流程

熱修復(fù)優(yōu)勢(shì)

修復(fù)什么？

二、熱修復(fù)框架分類

現(xiàn)狀：百花齊放百家爭(zhēng)鳴

簡(jiǎn)單分類

更合理的分類

三、技術(shù)原理及特點(diǎn)

3.1 阿里Dexposed -- native解決方案

原理：

  • 直接在native層進(jìn)行方法的結(jié)構(gòu)體信息對(duì)換，從而實(shí)現(xiàn)完美的方法新舊替換，從而實(shí)現(xiàn)熱修復(fù)功能

??他的思想完全來(lái)源于Xposed框架，完美詮釋了AOP編程，這里用到最核心的知識(shí)點(diǎn)就是在native層獲取到指定方法的結(jié)構(gòu)體，然后改變他的nativeFunc字段值，而這個(gè)值就是可以指定這個(gè)方法對(duì)應(yīng)的native函數(shù)指針，所以先從Java層跳到native層，改變指定方法的nativeFunc值，然后在改變之后的函數(shù)中調(diào)用Java層的回調(diào)即可。實(shí)現(xiàn)了方法的攔截功能。

  • 基于開源框架Xposed實(shí)現(xiàn)，是一種AOP解決方案
  • 只Hook App本身的進(jìn)程，不需要Root權(quán)限

優(yōu)點(diǎn)：

  • 即時(shí)生效
  • 不需要任何編譯器的插樁或者代碼改寫，對(duì)正常運(yùn)行不引入任何性能開銷。這是AspectJ之類的框架沒法比擬的優(yōu)勢(shì)；
  • 對(duì)所改寫方法的性能開銷也極低（微秒級(jí)），基本可以忽略不計(jì)；
  • 從工程的角度來(lái)看，熱補(bǔ)丁僅僅是牛刀小試，它真正的威力在于『線上調(diào)試』；
  • 基于Xposed原理實(shí)現(xiàn)的AOP不僅可以hook自己的代碼，還可以hook同進(jìn)程的Android SDK代碼，這也就可以讓我們有能力在App中填上Google自己挖的坑。

缺點(diǎn)：

  • Dalvik上近乎完美，不支持ART（需要另外的實(shí)現(xiàn)方式），所以5.0以上不能用了；
  • 最大挑戰(zhàn)在于穩(wěn)定性與兼容性，而且native異常排查難度更高；
  • 由于無(wú)法增加變量與類等限制，無(wú)法做到功能發(fā)布級(jí)別；

相關(guān)鏈接：

  • 文章：https://www.zhihu.com/question/31894163
  • 文章：
    http://www.wjdiankong.cn/android%E4%B8%AD%E5%85%8Droot%E5%AE%9E%E7%8E%B0hook%E7%9A%84dexposed%E6%A1%86%E6%9E%B6%E5%AE%9E%E7%8E%B0%E5%8E%9F%E7%90%86%E8%A7%A3%E6%9E%90%E4%BB%A5%E5%8F%8A%E5%A6%82%E4%BD%95%E5%AE%9E%E7%8E%B0/
  • Dexposed源碼：https://github.com/alibaba/dexposed
  • Xposed源碼：https://github.com/rovo89/Xposed

3.2 阿里AndFix -- native解決方案

原理：

  • 與Dexposed一樣都基于開源框架Xposed實(shí)現(xiàn)，是一種AOP解決方案

優(yōu)點(diǎn)：

  • 即時(shí)生效
  • 支持dalvik和art（AndFix supports Android version from 2.3 to 7.0, both ARM and X86 architecture, both Dalvik and ART runtime, both 32bit and 64bit.）
  • 與Dexposed框架相比AndFix框架更加輕便好用，在進(jìn)行熱修復(fù)的過程中更加方便了

缺點(diǎn)：

  • 面臨穩(wěn)定性與兼容性問題
  • AndFix不支持新增方法，新增類，新增field等

AndFix（Dexpsed）框架不穩(wěn)定的原因（痛點(diǎn)）

相關(guān)鏈接：

  • 文章：https://zhuanlan.zhihu.com/p/23935568
  • AndFix源碼：https://github.com/alibaba/AndFix

3.3 QQ空間--Dex插樁方案（大眾點(diǎn)評(píng)的Nuwa參考其實(shí)現(xiàn)并開源）

原理：

  • 原理是Hook了ClassLoader.pathList.dexElements[]。因?yàn)镃lassLoader的findClass是通過遍歷dexElements[]中的dex來(lái)尋找類的。當(dāng)然為了支持4.x的機(jī)型，需要打包的時(shí)候進(jìn)行插樁。
  • 越靠前的Dex優(yōu)先被系統(tǒng)使用，基于類級(jí)別的修復(fù)

優(yōu)點(diǎn)：

  • 不需要考慮對(duì)dalvik虛擬機(jī)和art虛擬機(jī)做適配
  • 代碼是非侵入式的，對(duì)apk體積影響不大

缺點(diǎn)：

  • 需要下次啟動(dòng)才會(huì)生效
  • 最大挑戰(zhàn)在于性能，即Dalvik平臺(tái)存在插樁導(dǎo)致的性能損耗，Art平臺(tái)由于地址偏移問題導(dǎo)致補(bǔ)丁包可能過大的問題
  • 虛擬機(jī)在安裝期間為類打上CLASS_ISPREVERIFIED標(biāo)志是為了提高性能的，我們強(qiáng)制防止類被打上標(biāo)志是否會(huì)影響性能？這里我們會(huì)做一下更加詳細(xì)的性能測(cè)試．但是在大項(xiàng)目中拆分dex的問題已經(jīng)比較嚴(yán)重，很多類都沒有被打上這個(gè)標(biāo)志。

插樁方案性能上的痛點(diǎn)：

相關(guān)鏈接：

  • 文章：https://zhuanlan.zhihu.com/magilu/20308548
  • 文章：http://blog.csdn.net/sbsujjbcy/article/details/50812674
  • Nuwa源碼：https://github.com/jasonross/Nuwa
  • HotFix源碼：https://github.com/dodola/HotFix
  • DroidFix源碼：https://github.com/bunnyblue/DroidFix

3.4 美團(tuán)Robust -- Instant Run 熱插拔原理

原理：

  • Robust插件對(duì)每個(gè)產(chǎn)品代碼的每個(gè)函數(shù)都在編譯打包階段自動(dòng)的插入了一段代碼，插入過程對(duì)業(yè)務(wù)開發(fā)是完全透明
  • 編譯打包階段自動(dòng)為每個(gè)class都增加了一個(gè)類型為ChangeQuickRedirect的靜態(tài)成員，而在每個(gè)方法前都插入了使用changeQuickRedirect相關(guān)的邏輯，當(dāng) changeQuickRedirect不為null時(shí)，可能會(huì)執(zhí)行到accessDispatch從而替換掉之前老的邏輯，達(dá)到fix的目的。

優(yōu)點(diǎn)：

  • 幾乎不會(huì)影響性能（方法調(diào)用，冷啟動(dòng)）
  • 支持Android2.3-8.x版本
  • 高兼容性（Robust只是在正常的使用DexClassLoader）、高穩(wěn)定性，修復(fù)成功率高達(dá)99.9%
  • 補(bǔ)丁實(shí)時(shí)生效，不需要重新啟動(dòng)
  • 支持方法級(jí)別的修復(fù)，包括靜態(tài)方法
  • 支持增加方法和類
  • 支持ProGuard的混淆、內(nèi)聯(lián)、優(yōu)化等操作

缺點(diǎn)：

  • 代碼是侵入式的，會(huì)在原有的類中加入相關(guān)代碼
  • so和資源的替換暫時(shí)不支持
  • 會(huì)增大apk的體積，平均一個(gè)函數(shù)會(huì)比原來(lái)增加17.47個(gè)字節(jié)，10萬(wàn)個(gè)函數(shù)會(huì)增加1.67M。
  • 會(huì)增加少量方法數(shù)，使用了Robust插件后，原來(lái)能被ProGuard內(nèi)聯(lián)的函數(shù)不能被內(nèi)聯(lián)了

相關(guān)鏈接：

  • 美團(tuán)技術(shù)文章：https://tech.meituan.com/android_robust.html
  • 美團(tuán)技術(shù)文章：https://tech.meituan.com/android_autopatch.html
  • Robust源碼：https://github.com/Meituan-Dianping/Robust

3.5 微信Tinker

原理：

  • 服務(wù)端做dex差量，將差量包下發(fā)到客戶端，在ART模式的機(jī)型上本地跟原apk中的classes.dex做merge，merge成為一個(gè)新的merge.dex后將merge.dex插入pathClassLoader的dexElement，原理類同Q-Zone，為了實(shí)現(xiàn)差量包的最小化，Tinker自研了DexDiff/DexMerge算法。Tinker還支持資源和So包的更新，So補(bǔ)丁包使用BsDiff來(lái)生成，資源補(bǔ)丁包直接使用文件md5對(duì)比來(lái)生成，針對(duì)資源比較大的（默認(rèn)大于100KB屬于大文件）會(huì)使用BsDiff來(lái)對(duì)文件生成差量補(bǔ)丁。

優(yōu)點(diǎn)：

  • 支持動(dòng)態(tài)下發(fā)代碼
  • 支持替換So庫(kù)以及資源

缺點(diǎn)：

  • 不能即時(shí)生效，需要下次啟動(dòng)

Tinker已知問題：

  • Tinker不支持修改AndroidManifest.xml，Tinker不支持新增四大組件(1.9.0支持新增非export的Activity)；
  • 由于Google Play的開發(fā)者條款限制，不建議在GP渠道動(dòng)態(tài)更新代碼；
  • 在Android N上，補(bǔ)丁對(duì)應(yīng)用啟動(dòng)時(shí)間有輕微的影響；
  • 不支持部分三星android-21機(jī)型，加載補(bǔ)丁時(shí)會(huì)主動(dòng)拋出"TinkerRuntimeException:checkDexInstall failed"；
  • 對(duì)于資源替換，不支持修改remoteView。例如transition動(dòng)畫，notification icon以及桌面圖標(biāo)。

Tinker性能痛點(diǎn)：

  • Dex合并內(nèi)存消耗在vm head上，容易OOM，最后導(dǎo)致合并失敗。
  • 如果本身app占用內(nèi)存已經(jīng)比較高，可能容易導(dǎo)致app本系統(tǒng)殺掉。

相關(guān)鏈接：

  • 文章：http://geek.csdn.net/news/detail/104000
  • 文章：Tinker官方文章
  • Tinker源碼：https://github.com/Tencent/tinker

3.6 阿里Sophix

原理(雙劍合璧)：

優(yōu)化Andfix（突破底層結(jié)構(gòu)差異，解決穩(wěn)定性問題）：

Andfix底層ArtMethod結(jié)構(gòu)時(shí)采用內(nèi)部變量一一替換，倒是這個(gè)各個(gè)廠商是會(huì)修改的，所以兼容性不好。

Sophix改變了一下思路，采用整體替換方法結(jié)構(gòu)，忽略底層實(shí)現(xiàn)，從而解決兼容穩(wěn)定性問題。

突破QQ和Tinker的缺陷

QQ和Tinker的缺陷

Sophix對(duì)dex的解決方案

  • Dalvik下采用阿里自研的全量dex方案：不是考慮把補(bǔ)丁包的dex插到所有dex前面（dex插樁），而是想辦法在原理的dex中刪除（只是刪除了類的定義）補(bǔ)丁dex中存在的類，這樣讓系統(tǒng)查找類的時(shí)候在原來(lái)的dex中找不到，那么只有補(bǔ)丁中的dex加載到系統(tǒng)中，系統(tǒng)自然就會(huì)從補(bǔ)丁包中找到對(duì)應(yīng)的類。
  • Art下本質(zhì)上虛擬機(jī)以及支持多dex的加載，Sophix的做法僅僅是把補(bǔ)丁dex作為主dex（classes.dex）而已，相當(dāng)于重新組織了所有的dex文件：把補(bǔ)丁包的dex改名為classes.dex，以前apk的所有dex依次改為classes2.dex、classes3.dex ... classesx.dex，如下圖所示。

資源修復(fù)另辟蹊徑

常用方案（Instant Run技術(shù)）：這種方案的兼容問題在于替換AssetManager的地方

Sophix資源修復(fù)方案

SO修復(fù)另辟蹊徑

四、Tinker框架解析

??之所以只貼了Tinker的代碼框架，是因?yàn)槟壳伴_源的方案中是最好的，當(dāng)然除了Robust。

代碼結(jié)構(gòu)

修復(fù)流程

這里后續(xù)再補(bǔ)一個(gè)詳細(xì)的源碼分析，敬請(qǐng)期待

五、對(duì)比圖（來(lái)自不同的地方）

來(lái)自Tinker的對(duì)比

來(lái)自Sophix的對(duì)比

來(lái)自蘑菇街 Android 熱修復(fù)探索之路

其他文章

淺談Android熱修復(fù)：

  • http://blog.csdn.net/caihongdao123/article/details/52051799

  • Android 熱修復(fù)專題：支付寶、淘寶、微信、QQ空間、餓了么、美麗說(shuō)蘑菇街、美團(tuán)大眾點(diǎn)評(píng)方案集 https://zhuanlan.zhihu.com/p/25863920

六、總結(jié)

??如果不考慮增大apk的體積，只是簡(jiǎn)單的修復(fù)代碼，不修復(fù)so和資源，選擇Robust是最穩(wěn)定的，否則的話選擇Tinker是一個(gè)不錯(cuò)的方案。雖然阿里Sophix橫空出世，但是它不開源，而且商業(yè)收費(fèi)，所以一般不是很賺錢的app選擇收費(fèi)的可能就很小了。不過它確實(shí)各方面都做了大量的優(yōu)化，本文中的很多知識(shí)點(diǎn)也來(lái)源于阿里的《Android熱修復(fù)技術(shù)原理.pdf》一書，本書值得一讀，里面就是基于Sophix框架來(lái)編排的。

GitHub文章地址

  • FavoriteForAndroid-Android熱修復(fù)技術(shù)原理

https://www.cnblogs.com/popfisher/p/8543973.html

與50位技術(shù)專家面對(duì)面20年技術(shù)見證，附贈(zèng)技術(shù)全景圖

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Android热修复技术原理详解（最新最全版本）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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