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Android动态加载Activity原理详解
摘要:activity的启动流程加载一个Activity肯定不会像加载一般的类那样,因为activity作为系统的组件有自己的生命周期,有系统的很...

activity的启动流程

加载一个Activity肯定不会像加载一般的类那样,因为activity作为系统的组件有自己的生命周期,有系统的很多回调控制,所以自定义一个DexClassLoader类加载器来加载插件中的Activity肯定是不可以的。

首先不得不了解一下activity的启动流程,当然只是简单的看一下,太详细的话很难研究清楚。

通过startActivity启动后,最终通过AMS进行跨进程回调到ApplicationThread的scheduleLaunchActivity,这时会创建一个ActivityClientRecord对象,这个对象表示一个Acticity以及他的相关信息,比如activityInfo字段包括了启动模式等,还有loadedApk,顾名思义指的是加载过了的APK,他会被放在一个Map中,应用包名到LoadedApk的键值对,包含了一个应用的相关信息。然后通过Handler切换到主线程执performLaunchActivity

private Activity performLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) { ActivityInfo aInfo = r.activityInfo; // 1.创建ActivityClientRecord对象时没有对他的packageInfo赋值,所以它是null if (r.packageInfo == null) { r.packageInfo = getPackageInfo(aInfo.applicationInfo, r.compatInfo, Context.CONTEXT_INCLUDE_CODE); } // ... Activity activity = null; try { // 2.非常重要!!这个ClassLoader保存于LoadedApk对象中,它是用来加载我们写的activity的加载器 java.lang.ClassLoader cl = r.packageInfo.getClassLoader(); // 3.用加载器来加载activity类,这个会根据不同的intent加载匹配的activity activity = mInstrumentation.newActivity(cl, component.getClassName(), r.intent); StrictMode.incrementExpectedActivityCount(activity.getClass()); r.intent.setExtrasClassLoader(cl); if (r.state != null) { r.state.setClassLoader(cl); } } catch (Exception e) { // 4.这里的异常也是非常非常重要的!!!后面就根据这个提示找到突破口。。。 if (!mInstrumentation.onException(activity, e)) { throw new RuntimeException( "Unable to instantiate activity " + component + ": " + e.toString(), e); } } if (activity != null) { Context appContext = createBaseContextForActivity(r, activity); CharSequence title = r.activityInfo.loadLabel(appContext.getPackageManager()); Configuration config = new Configuration(mCompatConfiguration); // 从这里就会执行到我们通常看到的activity的生命周期的onCreate里面 mInstrumentation.callActivityOnCreate(activity, r.state); // 省略的是根据不同的状态执行生命周期 } r.paused = true; mActivities.put(r.token, r); } catch (SuperNotCalledException e) { throw e; } catch (Exception e) { // ... } return activity; }

1.getPackageInfo方法最终返回一个LoadedApk对象,它会从一个HashMap的数据结构中取,mPackages维护了包名和LoadedApk的对应关系,即每一个应用有一个键值对对应。如果为null,就新创建一个LoadedApk对象,并将其添加到Map中,重点是这个对象的ClassLoader字段为null!

public final LoadedApk getPackageInfo(ApplicationInfo ai, CompatibilityInfo compatInfo, int flags) { // 为true boolean includeCode = (flags&Context.CONTEXT_INCLUDE_CODE) != 0; boolean securityViolation = includeCode && ai.uid != 0 && ai.uid != Process.SYSTEM_UID && (mBoundApplication != null ? !UserHandle.isSameApp(ai.uid, mBoundApplication.appInfo.uid) : true); // ... // includeCode为true // classloader为null!!! return getPackageInfo(ai, compatInfo, null, securityViolation, includeCode); } private LoadedApk getPackageInfo(ApplicationInfo aInfo, CompatibilityInfo compatInfo, ClassLoader baseLoader, boolean securityViolation, boolean includeCode) { synchronized (mPackages) { WeakReference<loadedapk> ref; if (includeCode) { // includeCode为true ref = mPackages.get(aInfo.packageName); } else { ref = mResourcePackages.get(aInfo.packageName); } LoadedApk packageInfo = ref != null ? ref.get() : null; if (packageInfo == null || (packageInfo.mResources != null && !packageInfo.mResources.getAssets().isUpToDate())) { if (localLOGV) // ... // packageInfo为null,创建一个LoadedApk,并且添加到mPackages里面 packageInfo = new LoadedApk(this, aInfo, compatInfo, this, baseLoader, securityViolation, includeCode && (aInfo.flags&ApplicationInfo. ) != 0); if (includeCode) { mPackages.put(aInfo.packageName, new WeakReference<loadedapk>(packageInfo)); } else { mResourcePackages.put(aInfo.packageName, new WeakReference<loadedapk>(packageInfo)); } } return packageInfo; } }</loadedapk></loadedapk></loadedapk>

2.获取这个activity对应的类加载器,由于上面说过,mClassLoader为null,那么就会执行到ApplicationLoaders#getClassLoader(zip, libraryPath, mBaseClassLoader)方法。

public ClassLoader getClassLoader() { synchronized (this) { if (mClassLoader != null) { return mClassLoader; } // ... // 创建加载器,创建默认的加载器 // zip为Apk的路径,libraryPath也就是JNI的路径 mClassLoader = ApplicationLoaders.getDefault().getClassLoader(zip, libraryPath, mBaseClassLoader); initializeJavaContextClassLoader(); StrictMode.setThreadPolicy(oldPolicy); } else { if (mBaseClassLoader == null) { mClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader(); } else { mClassLoader = mBaseClassLoader; } } return mClassLoader; } }

ApplicationLoaders使用单例它的getClassLoader方法根据传入的zip路径事实上也就是Apk的路径来创建加载器,返回的是一个PathClassLoader。并且PathClassLoader只能加载安装过的APK。这个加载器创建的时候传入的是当前应用APK的路径,理所应当的,想加载其他的APK就构造一个传递其他APK的类加载器。

3.用该类加载器加载我们要启动的activity,并反射创建一个activity实例

public Activity newActivity(ClassLoader cl, String className,Intent intent) throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException { return (Activity)cl.loadClass(className).newInstance(); }

总结一下上面的思路就是,当我们启动一个activity时,通过系统默认的PathClassLoader来加载这个activity,当然默认情况下只能加载本应用里面的activity,然后就由系统调用到这个activity的生命周期中。

4.这个地方的异常在后面的示例中会出现,到时候分析到原因后就可以找出我们动态加载Activity的思路了。

动态加载Activity:修改系统类加载器

按照这个思路,做这样的一个示例,按下按钮,打开插件中的Activity。

插件项目

plugin.dl.pluginactivity

|--MainActivity.java

内容很简单,就是一个布局上面写了这是插件中的Activity!并重写了他的onStart和onDestroy方法。

public class MainActivity extends Activity { @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); // 加载到宿主程序中之后,这个R.layout.activity_main就是宿主程序中的R.layout.activity_main了 setContentView(R.layout.activity_main); } @Override protected void onStart() { super.onStart(); Toast.makeText(this,"onStart", 0).show(); } @Override protected void onDestroy() { super.onDestroy(); Toast.makeText(this,"onDestroy", 0).show(); } }

Android动态加载Activity原理详解1

宿主项目

host.dl.hostactivity

|--MainActivity.java

包括两个按钮,第一个按钮跳转到插件中的MainActivity.java,第二个按钮调转到本应用中的MainActivity.java

private Button btn; private Button btn1; DexClassLoader loader; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_main); btn = (Button) findViewById(R.id.btn); btn1 = (Button) findViewById(R.id.btn1); btn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() { @Override public void onClick(View v) { Class activity = null; String dexPath = "/PluginActivity.apk"; loader = new DexClassLoader(dexPath, MainActivity.this.getApplicationInfo().dataDir, null, getClass().getClassLoader()); try { activity = loader.loadClass("plugin.dl.pluginactivity.MainActivity"); }catch (ClassNotFoundException e) { Log.i("MainActivity", "ClassNotFoundException"); } Intent intent = new Intent(MainActivity.this, activity); MainActivity.this.startActivity(intent); } }); btn1.setOnClickListener(new View.OnClickListener() { @Override public void onClick(View v) { Intent intent = new Intent(MainActivity.this, MainActivity2.class); MainActivity.this.startActivity(intent); } });

Android动态加载Activity原理详解2

首先我们要将该activity在宿主工程的额AndroidManifest里面注册。点击按钮打开插件中的activity,发现报错

java.lang.RuntimeException: Unable to instantiate activity ComponentInfo{host.dl.hostactivity/plugin.dl.pluginactivity.MainActivity}: java.lang.ClassNotFoundException: plugin.dl.pluginactivity.MainActivity

#已经使用自定义的加载器,当startActivity时为什么提示找不到插件中的activity?

前面第四点说过这个异常。其实这个异常就是在performLaunchActivity中抛出的,仔细看这个异常打印信息,发现它说plugin.dl.pluginactivity.MainActivity类找不到,可是我们不是刚刚定义了一个DexClassLoader,成功加载了这个类的吗??怎么这里又提示这个类找不到?

实际上,确实是这样的,还记得前面说过,系统默认的类加载器PathClassLoader吗?(因为LoadedApk对象的mClassLoader变量为null,就调用到ApplicationLoaders#getClassLoader方法,即根据当前应用的路径返回一个默认的PathClassLoader),当执行到mPackages.get(aInfo.packageName);时从Map获取的LoadedApk中未指定mClassLoader,因此会使用系统默认的类加载器。于是当执行这一句 mInstrumentation.newActivity(cl, component.getClassName(), r.intent);时,由于这个类加载器找不到我们插件工程中的类,因此报错了。

现在很清楚了,原因就是使用系统默认的这个类加载器不包含插件工程路径,无法正确加载我们想要的activity造成的。

于是考虑替换系统的类加载器。

private void replaceClassLoader(DexClassLoader loader) { try { Class clazz_Ath = Class.forName("android.app.ActivityThread"); Class clazz_LApk = Class.forName("android.app.LoadedApk"); Object currentActivityThread = clazz_Ath.getMethod("currentActivityThread").invoke(null); Field field1 = clazz_Ath.getDeclaredField("mPackages"); field1.setAccessible(true); Map mPackages = (Map) field1.get(currentActivitead); String packageName = MainActivity.this.getPackageName(); WeakReference ref = (WeakReference) mPackages.get(packageName); Field field2 = clazz_LApk.getDeclaredField("mClassLoader"); field2.setAccessible(true); field2.set(ref.get(), loader); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } }

这段代码的思路是将ActivityThread类中的mPackages变量中保存的以当前包名为键的LoadedApk值的mClassLoader替换成我们自定义的类加载器。当下一次要加载存放在别的地方的插件中的某个Activity时,直接在mPackages变量中能取到,因此用的就是我们修改了的类加载器了。

因此,在打开插件中的activity之前调用replaceClassLoader(loader);方法替换系统的类加载器,就可以了。

效果如下

Android动态加载Activity原理详解3

此时发现可以启动插件中的activity,因为执行到了他的onStart方法,并且关闭的时候执行了onDestroy方法,但是奇怪的是界面上的控件貌似没有变化?和启动他的界面一模一样,还不能点击。这是什么原因呢?

显然,我们只是把插件中的MainActivity类加载过来了,当执行到他的onCreate方法时,在里面调用setContentView使用的布局参数是R.layout.activity_main,当然使用的就是当前应用的资源了!

##已经替换了系统的类加载器为什么加载本应用的activity却能正常运行?

不过在修正这个问题之前,有没有发现一个很奇怪的现象,当加载过插件中的activity后,再次启动本地的activity也是能正常启动的?这是为什么呢?前面已经替换了默认的类加载器了,并且可以在打开插件中的activity后再点击第二个按钮打开本应用的activity之前查看使用的activity,确实是我们已经替换了的类加载器。那这里为什么还能正常启动本应用的activity呢?玄机就在我们创建DexClassLoader时的第四个参数,父加载器!设置父加载器为当前类的加载器,就能保证类的双亲委派模型不被破坏,在加载类时都是先由父加载器来加载,加载不成功时在由自己加载。不信可以在new这个加载器的时候父加载器的参数设置成其他值,比如系统类加载器,那么当运行activity时肯定会报错。

接下来解决前面出现的,跳转到插件activity中界面显示不对的问题。这个现象出现的原因已经解释过了,就是因为使用了本地的资源所导致的,因此需要在setContentView时,使用插件中的资源布局。因此在插件Activity中作如下修改

public class MainActivity2 extends Activity { private static View view; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); // 加载到宿主程序中之后,这个R.layout.activity_main就是宿主程序中的R.layout.activity_main了 // setContentView(R.layout.activity_main); if (view != null) setContentView(view); } @Override protected void onStart() { super.onStart(); Toast.makeText(this,"onStart", 0).show(); } @Override protected void onDestroy() { super.onDestroy(); Toast.makeText(this,"onDestroy", 0).show(); } private static void setLayout(View v){ view = v; } }

然后在宿主Activity中获取插件资源并将布局填充成View,然后设置给插件中的activity,作为它的ContentView的内容。

Class<> layout = loader.loadClass("plugin.dl.pluginactivity.R$layout"); Field field = layout.getField("activity_main"); Integer obj = (Integer) field.get(null); // 使用包含插件APK的Resources对象来获取这个布局才能正确获取插件中定义的界面效果 //View view = LayoutInflater.from(MainActivity.this).inflate(resources.getLayout(obj),null); // 或者这样,但一定要重写getResources方法,才能这样写 View view = LayoutInflater.from(MainActivity.this).inflate(obj, null); Method method = activity.getDeclaredMethod("setLayout", View.class); method.setAccessible(true); method.invoke(activity, view);

完整的代码

public class MainActivity extends Activity { private Resources resources; protected AssetManager assetManager; private Button btn; private Button btn1; DexClassLoader loader; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_main); btn = (Button) findViewById(R.id.btn); btn1 = (Button) findViewById(R.id.btn1); btn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() { @Override public void onClick(View v) { String dexPath = "/PluginActivity.apk"; loader = new DexClassLoader(dexPath, MainActivity.this.getApplicationInfo().dataDir, null, getClass().getClassLoader()); Class<> activity = null; Class<> layout = null; try { activity = loader.loadClass("plugin.dl.pluginactivity.MainActivity"); layout = loader.loadClass("plugin.dl.pluginactivity.R$layout"); }catch (ClassNotFoundException e) { Log.i("MainActivity", "ClassNotFoundException"); } replaceClassLoader(loader); loadRes(dexPath); try { Field field = layout.getField("activity_main"); Integer obj = (Integer) field.get(null); // 使用包含插件APK的Resources对象来获取这个布局才能正确获取插件中定义的界面效果 View view = LayoutInflater.from(MainActivity.this).inflate(resources.getLayout(obj),null); // 或者这样,但一定要重写getResources方法,才能这样写 // View view = LayoutInflater.from(MainActivity.this).inflate(obj, null); Method method = activity.getDeclaredMethod("setLayout", View.class); method.setAccessible(true); method.invoke(activity, view); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } Intent intent = new Intent(MainActivity.this, activity); MainActivity.this.startActivity(intent); } }); btn1.setOnClickListener(new View.OnClickListener() { @Override public void onClick(View v) { Intent intent = new Intent(MainActivity.this, MainActivity2.class); MainActivity.this.startActivity(intent); } }); } public void loadRes(String path){ try { assetManager = AssetManager.class.newInstance(); Method addAssetPath = AssetManager.class.getMethod("addAssetPath", String.class); addAssetPath.invoke(assetManager, path); } catch (Exception e) { } resources = new Resources(assetManager, super.getResources().getDisplayMetrics(), super.getResources().getConfiguration()); // 也可以根据资源获取主题 } private void replaceClassLoader(DexClassLoader loader){ try { Class clazz_Ath = Class.forName("android.app.ActivityThread"); Class clazz_LApk = Class.forName("android.app.LoadedApk"); Object currentActivityThread = clazz_Ath.getMethod("currentActivityThread").invoke(null); Field field1 = clazz_Ath.getDeclaredField("mPackages"); field1.setAccessible(true); Map mPackages = (Map)field1.get(currentActivityThread); String packageName = MainActivity.this.getPackageName(); WeakReference ref = (WeakReference) mPackages.get(packageName); Field field2 = clazz_LApk.getDeclaredField("mClassLoader"); field2.setAccessible(true); field2.set(ref.get(), loader); } catch (Exception e){ System.out.println("-------------------------------------" + "click"); e.printStackTrace(); } } @Override public Resources getResources() { return resources == null ? super.getResources() : resources; } @Override public AssetManager getAssets() { return assetManager == null ? super.getAssets() : assetManager; } }

Android动态加载Activity原理详解4

动态加载Activity:使用代理

还有一种方式启动插件中的activity的方式就是将插件中的activity当做一个一般的类,不把它当成组件activity,于是在启动的时候启动一个代理ProxyActivity,它才是真正的Activity,他的生命周期由系统管理,我们在它里面调用插件Activity里的函数即可。同时,在插件Activity里面保存一个代理Activity的引用,把这个引用当做上下文环境Context理解。

这里插件Activity的生命周期函数均由代理Activity调起,ProxyActivity其实就是一个真正的我们启动的Activity,而不是启动插件中的Activity,插件中的“要启动”的Activity就当做一个很普通的类看待,当成一个包含了一些函数的普通类来理解,只是这个类里面的函数名字起的有些“奇怪”罢了。涉及到访问资源和更新UI相关的时候通过当前上下文环境,即保存的proxyActivity引用来获取。

以下面这个Demo为例

宿主项目

Android动态加载Activity原理详解5

com.dl.host

|--MainActivity.java

|--ProxyActivity.java

MainActivity包括一个按钮,按下按钮跳转到插件Activity

public class MainActivity extends Activity{ private Button btn; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_main); btn = (Button)findViewById(R.id.btn); btn.setOnClickListener(new OnClickListener() { @Override public void onClick(View v) { MainActivity.this.startActivity(new Intent(MainActivity.this, ProxyActivity.class)); } }); } }

ProxyActivity就是我们要启动的插件Activity的一个傀儡,代理。是系统维护的Activity。

public class ProxyActivity extends Activity{ private DexClassLoader loader; private Activity activity; private Class<> clazz = null; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); loader = new DexClassLoader("/Plugin.apk", getApplicationInfo().dataDir, null, getClass().getClassLoader()); try { clazz = loader.loadClass("com.dl.plugin.MainActivity"); } catch (ClassNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } // 设置插件activity的代理 try { Method setProxy = clazz.getDeclaredMethod("setProxy", Activity.class); setProxy.setAccessible(true); activity = (Activity)clazz.newInstance(); setProxy.invoke(activity, this); Method onCreate = clazz.getDeclaredMethod("onCreate", Bundle.class); onCreate.setAccessible(true); onCreate.invoke(activity, savedInstanceState); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } @Override protected void onStart() { super.onStart(); // 调用插件activity的onStart方法 Method onStart = null; try { onStart = clazz.getDeclaredMethod("onStart"); onStart.setAccessible(true); onStart.invoke(activity); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } @Override protected void onDestroy() { super.onStart(); // 调用插件activity的onDestroy方法 Method onDestroy = null; try { onDestroy = clazz.getDeclaredMethod("onDestroy"); onDestroy.setAccessible(true); onDestroy.invoke(activity); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }

可以看到,ProxyActivity其实就是一个真正的Activity,我们启动的就是这个Activity,而不是插件中的Activity。

插件项目

com.dl.plugin

|--MainActivity.java

保存了一个代理Activity的引用,值得注意的是,由于访问插件中的资源需要额外的操作,要加载资源,因此这里未使用插件项目里面的资源,所以我使用代码添加的TextView,但原理和前面讲的内容是一样的。

public class MainActivity extends Activity { private Activity proxyActivity; public void setProxy(Activity proxyActivity) { this.proxyActivity = proxyActivity; } // 里面的所有操作都由代理activity来操作 @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { TextView tv = new TextView(proxyActivity); tv.setText("插件Activity"); proxyActivity.setContentView(tv,new FrameLayout.LayoutParams(LayoutParams.WRAP_CONTENT, LayoutParams.WRAP_CONTENT)); } @Override protected void onStart() { Toast.makeText(proxyActivity, "插件onStart", 0).show(); } @Override protected void onDestroy() { Toast.makeText(proxyActivity, "插件onDestroy", 0).show(); } }

这种方法相比较前面修改系统加载器的方法需要自己维护生命周期,比较麻烦,前一种方式由系统自己维护,并且启动的就是插件中实实在在的Activity。

前一种方式要在宿主的AndroidManifest里面声明插件Activity,这样当activity太多时就要声明很多,比较繁琐,不过也可以不声明逃过系统检查。后面这种方式就只需要一个代理ProxyActivity类即可。在他的onCreate里面根据传递的值选择加载插件中的哪个Activity即可。

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