Android 游戏sdk开发动态加载技术
创始人
2025-05-28 18:31:18
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动态加载技术,也叫插件化技术。在技术驱动型公司中扮演相当重要的角色,当项目越来越庞大的时候,需要通过插件化来减轻应用的内存和CPU的占用,还可以实现热插拔,即在不发布新版本的情况下更新某些模块。动态加载是一项很复杂的技术,这里主要介绍动态加载技术中的三个基础性问题,至于完整的动态加载技术的实现请参考任玉刚大神发起的开源插件化框架DL:https://github.com/singwhatiwanna/dynamic-load-apk 。

不同的插件化方案各有特色,但它们都必须要解决三个基础性问题:资源访问、Activity生命周期管理和ClassLoader的管理。在介绍它们之前,首先要明白宿主和插件的概念,宿主是指普通的apk,而插件一般是指经过处理的dex或者apk,在主流的插件化框架中多采用经过特殊处理的apk作为插件,处理方式往往和编译以及打包环节有关,另外很多插件化框架都需要用到代理Activity的概念,插件Activity的启动大多数是借助一个代理Activity来实现的。

1、资源访问

我们知道,宿主程序调起未安装的插件apk,一个很大的问题就是资源如何访问,具体来说就是插件中凡是以R开头的资源都不能访问了。这是因为宿主程序中并没有插件的资源,所以通过R来加载插件资源是行不通的,程序抛出异常:无法找到某某id所对应的资源。针对这个问题,有人提出将插件的资源在宿主中也预置一份,这样虽然能解决问题,但是这样会产生一些弊端。首先,在这种模式之下,每次发布一个插件都需要将资源复制到宿主中,这意味着每次发布一个插件都要更新一下宿主程序,这就和插件化的思想相违背了。因为插件化的目的就是要减少宿主程序apk包的大小,同时降低宿主程序的更新频率并做到自由装载模块。还有人提供了一种方式,首先将插件中的资源解压出来,然后通过文件流去读取资源,这样做理论上是可行的,但是实际操作起来还有有很大难度。首先不同的资源有不同的文件流格式,比如xml、图片等,其次针对不同设备加载的资源可能不一样的,如何选择合适的资源也是一个需要借鉴的问题,基于这两点,这种方式也不建议使用。为了方便地对插件进行管理,下面给出一种合理的方式。

我们知道,Activity的工作主要是通过ContextImpl来完成的,Activity中有一个叫mBase的成员变量,它的类型就是ContextImpl。注意到Context中有如下这两个抽象方法,看起来是和资源有关的,实际上Context就是通过它们来获取资源的。这两个抽象方法的真正实现在ContextImpl中,也就是说,只要实现这两个方法,就可以解决资源问题了。

    /*** Returns an AssetManager instance for the application's package.* 

* Note: Implementations of this method should return* an AssetManager instance that is consistent with the Resources instance* returned by {@link #getResources()}. For example, they should share the* same {@link Configuration} object.** @return an AssetManager instance for the application's package* @see #getResources()*/public abstract AssetManager getAssets();

    /*** Returns a Resources instance for the application's package.* 

* Note: Implementations of this method should return* a Resources instance that is consistent with the AssetManager instance* returned by {@link #getAssets()}. For example, they should share the* same {@link Configuration} object.** @return a Resources instance for the application's package* @see #getAssets()*/public abstract Resources getResources();

下面给出具体的实现方式,首先要加载apk中的资源,如下所示。

    private Resources createResources(String dexPath) {try {AssetManager assetManager = AssetManager.class.newInstance();Method addAssetPath = assetManager.getClass().getMethod("addAssetPath", String.class);addAssetPath.invoke(assetManager, dexPath);return assetManager;} catch (Exception e) {e.printStackTrace();return null;}Resources superRes = mContext.getResources();Resources resources = new Resources(assetManager, superRes.getDisplayMetrics(), superRes.getConfiguration());return resources;}

从createResources(String dexPath)的实现可以看出,加载资源的方法是反射,通过调用AssetManager中的addAssetPath方法,我们可以将一个apk中的资源加载到Resources对象中,由于addAssetPath是隐藏API我们无法直接调用,所以只能通过反射。下面是它的声明,通过注释我们可以看出,传递路径可以是zip文件也可以是一个资源目录,而apk就是一个zip,所以直接将apk的路径传递给它,资源就加载到AssetManager中了。然后通过AssetManager来创建一个新的Resources对象,通过这个对象我们就可以访问插件apk中的资源了,这样一来问题就解决了。

接着在代理Activity中实现getAssets()和getResources(),如下所示。关于代理Activity的含义请参看DL开源插件化框架的实现细节。

    @Overridepublic AssetManager getAssets() {return impl.getAssets() == null ? super.getAssets() : impl.getAssets();}@Overridepublic Resources getResources() {return impl.getResources() == null ? super.getResources() : impl.getResources();}

通过上述两个步骤,就可以通过R来访问插件中的资源了。

2、Activity生命周期的管理

管理Activity生命周期的方式各种各样,这里只介绍两种:反射方式和接口方式。反射的方式很好理解,首先通过Java反射去获取Activity的各种生命周期方法,比如onCreate,然后在代理Activity中去调用插件Activity对应生命周期的方法即可。

使用反射来管理插件Activity的生命周期是有缺点的,一方面是反射代码写起来比较复杂,另一方面是过多使用反射会有一定的性能开销。下面介绍接口方式,接口方式很好地解决了反射方式的不足之处,这种方式将Activity的生命周期提取出来作为一个接口DLPlugin,然后通过代理Activity去调用插件Activity的生命周期方法,这样就完成插件Activity的生命周期管理,并且没有反射,这就解决了性能问题。同时接口声明也比较简单,下面是DLPlugin的声明:

public interface DLPlugin {public void onCreate(Bundle savedInstanceState);public void onStart();public void onRestart();public void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, Intent data);public void onResume();public void onPause();public void onStop();public void onDestroy();public void attach(Activity proxyActivity, DLPluginPackage pluginPackage);public void onSaveInstanceState(Bundle outState);public void onNewIntent(Intent intent);public void onRestoreInstanceState(Bundle savedInstanceState);public boolean onTouchEvent(MotionEvent event);public boolean onKeyUp(int keyCode, KeyEvent event);public void onWindowAttributesChanged(LayoutParams params);public void onWindowFocusChanged(boolean hasFocus);public void onBackPressed();public boolean onCreateOptionsMenu(Menu menu);public boolean onOptionsItemSelected(MenuItem item);public void onConfigurationChanged(Configuration newConfig);
}

在代理Activity中只需要按照如下方式即可调用插件Activity的生命周期方法,这就完成了插件Activity的生命周期管理。

    @Overrideprotected void onStart() {mRemoteActivity.onStart();super.onStart();}@Overrideprotected void onRestart() {mRemoteActivity.onRestart();super.onRestart();}@Overrideprotected void onResume() {mRemoteActivity.onResume();super.onResume();}

通过上述代码应该不难理解接口方式对插件Activity生命周期的管理思想,其中mRemoteActivity就是DLPlugin的实现。

3、插件ClassLoader的管理

为了更好地对插件进行支持,需要合理地去管理各个插件的DexClassLoader,这样同一个插件就可以采用同一个ClassLoader去加载类,从而避免了多个ClassLoader加载同一个类时引发的类型转换错误。

事实上插件化的技术细节非常多,插件化作为一种核心技术,需要开发者有较深的开发功底才能够很好地理解。细节上可以通过框架DL:https://github.com/singwhatiwanna/dynamic-load-apk 去深入学习

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