Android插件化方案

发表于 4年以前  | 总阅读数:236628 次

Android插件化的目的主要有两个,第一个是应对每个dex包65536个方法数的上限问题,第二是实现功能复杂的app的拆解,能够按需下载和加载运行所需的模块。插件化的实现并没有统一的标准或方式,很多公司都有自己的一套插件化方案,而且没有哪个公司的方案被业界普遍认可。本文将按时间轴的方式介绍几家比较有代表性的公司的插件化方案,供大家开阔思路。至于要选取那种方案为我所用,那就只有结合自己的实际需求实践比较得知。

Facebook

Facebook是进行插件化开发尝试的鼻祖,早期Facebook安装包变大以后出现的两个导致安装失败的问题:

  • Number of Java methods in our app more than 65536(64K), can't hold in one dex file.
  • Large number of methods was exceeding "LinearAlloc" buffer and causing dexopt to crash

第一个错误是说方法数目超过最大数目64K,这是因为Android每个Dex文件的方法通过两个字节进行索引,两个字节能索引的最大数目就是64K。第二个错误是说单个dex包大小超出了Dexopt所能使用的最大缓存。Dexopt是将.dex文件进行优化,并转化成.odex的工具,所能使用的最大缓存跟手机相关,一般为8M或16M,如果dex包太大就有可能超出Dexopt所能使用的最大缓存,导致出错。

对此Facebook采取了两种方法来解决以上问题,总结如下:

  1. 将安装包拆分成多个dex文件,运行时通过DexClassLoader动态载入
  2. 找到Delvik虚拟机的缓存设置代码片段,替换成更大的缓存

Google

后来,Google在Android里引入这种问题一的解决方法,MultiDex方法,并将其标准化(5.0以下版本,buildtools升级到21即可使用支持包)。使用步骤:

首先修改gradle文件,在defaultConfig里面添加multiDexEnabled属性,并修改dependencies:

android {    
        ...
        defaultConfig {        
            ...        
            minSdkVersion 14        
            targetSdkVersion 21        
            ...        
            // Enabling multidex support.        
            multiDexEnabled true    
        }    
        ...
    }

    dependencies {  
        compile 'com.android.support:multidex:1.0.0'
    }

然后在Application的扩展类中重写attachBaseContext函数:

public class MyApplication extends Application {
        //...
        @Override
        protected void attachBaseContext(Context base) {    
            super.attachBaseContext(base);    
            try {        
                // to resolve: java.lang.NoClassDefFoundError        
                MultiDex.install(this);    
            } catch (Exception e) {        
                e.printStackTrace();    
            }
        }
        //...
    }

该方法大部分情况下可行,但是存在几个问题:

  1. 理论上该方法只解决了64K的问题,如果拆分后的包超出了LinearAlloc的大小(Dalvik linearAlloc bug),还是会触发问题二导致crash
  2. 点击图标启动的时候既要对主dex文件进行dex的解压、dexopt、加载操作,又要对辅dex文件进行dex的解压、dexopt、加载操作,容易导致ANR错误,导致首次启动初始化失败
  3. mulitDex的App有可能在4.0以前的机器上无法启动,因为Dalvik linearAlloc bug
  4. 哪些class被放在主dex文件,哪些在辅dex文件可以由build tools搞定,但是如果你代码存在反射和native的调用也不保证100%正确

有些技巧可以缓解存在的上述问题:

  1. 尽量减少无用依赖
  2. 使用Proguard进行代码瘦身
  3. 通过gradle里--set-max-idx-number=48000参数减小每个dex最多容纳的方法数,写的小一点可以多产生几个dex文件

美团网

美团网对拆分dex包的过程进行了干预,并针对ANR错误进行了优化,他们要解决的三个问题以及采取的方案如下:

  1. 如何控制生成多个dex包 : 在gradle中定义一个task,控制生成多个dex包

  2. 如何控制哪些class放到主dex包,哪些放在辅dex包

    • 把Service,Receiver和Provider以及依赖的class都放在主dex包中。Activity则进行区别对待
    • 把首页Activity,欢迎页Activity等需要首先展现的Activity及依赖的class放到主dex包中,把二级,三级页面及以来的class放到辅dex包中
  3. 如何避免动态加载辅dex包导致的ANR错误

    • 开启一个线程异步加载辅dex包。这样做潜在的问题是,在辅dex包加载完成前,如果启动了辅dex包里的Activity,会导致
    • ClassNotFound的错误。所以在所有Activity启动前要做一个校验,如果试图打开Activity时辅dex包还没有加载完成,则给个
    • 正在加载的提示给用户。他们研究发现Activity是通过ActivityThread的Instrumentation来启动的,其中跟Activity相关的方法包括execStartActivity,newActivity方法,所以在这两个方法里加入了校验过程,如果还没加载完就给用户展示个正在加载的提示

微信

微信团队也总结了一套自己的优化方案,他们针对动态加载辅dex包进行了自己的处理,微信主要修改了动态加载辅dex包的方式:

第一次加载辅dex包时需要进行dexopt操作,这个过程比较耗时,但是如果已经加载过一次再加载就会很快了,所以微信的策略是,第一次加载的时候在sharedpreference中写个标记,下次启动如果发现已经有该标记,直接往下走,否则在新开一个透明的Activity,这样这个Activity就是前台进程,主进程就不再是前台进程,也就不会出现ANR错误了。流程如下:

微信动态加载Dex文件流程

携程网

携程网为了实现插件化并行开发,借鉴前辈们的思路开发了一套自己的插件化方案DynamicApk,他们不仅实现了dex包的拆分和动态加载,更重要的是,他们实现了多个插件apk独立并行开发,以便多人协作开发。

面临的问题及解决思路:

  1. 编译期:资源和代码的编译
    • 每个apk指定不同的标志位
    • 引用宿主base.jar
  2. 运行时:资源和代码的加载
    • 访问不同的资源根据标志位去不同apk加载
    • pathList追加dex路径

实现思路:

  1. 针对插件子工程做的编译流程改造
  2. 运行时动态加载改造

实现方式:

  1. 对aapt工具的修改
  2. gradle打包脚本的实现
  3. 运行时加载代码的实现

上面介绍的几家公司的插件化技术可以分为两类:多dex方案和多apk方案。这两种方案异同总结如下:

  1. 相同点
  • 都可以把一个大工程拆分成多个组件(多个.dex文件或多个apk文件)
  • 都可以做到使用哪个功能就按需动态加载那个组件
  1. 不同点 多dex文件方案
    • 需要各个小组在一个工程下开发
    • 所有代码合起来编译,编译生成一个apk包,该apk包含多个dex文件
    • 各个dex文件只包含类文件,不包含资源文件
    • 所有类一起编译,编译完了再拆分成不同的dex文件
    • 运行时,资源都从主dex文件加载;代码加载靠往pathList上添加dex路径
    • 编译时间长 多apk的方案
    • 每个组有自己独立的工程
    • 每个组各自编译生成自己的apk包
    • 各个apk包都既包含资源文件,又包含类文件
    • 各个apk包要考虑资源怎么编译(分配不同的标志位),代码怎么编译(引用宿主base.jar)
    • 运行时,资源的加载根据不同的标志位去不同apk中加载;代码加载靠往pathList上添加dex路径
    • 编译时间短

两种方案如何选择:

  1. 多dex方案不需要额外的编码规范,但是需要人工控制拆包的过程,成本略低
  2. 多apk方案可以节约很多编译时间,使用该框架需要遵循一定的编码规范,成本稍高
  3. 多dex方案成本低,编译时间长,多apk方案成本高,编译时间短
  4. 实践来检验谁更好

其他技术方案 360的 DroidPlugin开源框架

  1. 可以在不对插件apk做任何修改的情况下运行没有安装在手机上的apk,因为绕过了用户授权,颇具流氓色彩,被成为安卓黑科技
  2. 代码很乱,实用性有限

Xposed

  1. 可以Hook所有app的函数或系统函数
  2. 实现系统或app层级的特效
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