Android手写热修复（一）--ClassLoader
前言
在上一篇文章Android类加载机制讲解了类加载器、加载dex、查找class相关的内容，并且透漏了热修复的原理，还没有看过的同学建议先看上一篇再来学习本文。
热修复的几种方案
1、基于类加载机制
2、底层替换方法
3、instant run 方法
今天我们研究的是方案1，其他方案以及资源文件修复后面文章会说。
基于类加载的修复原理
1、首先Android的类加载也是基于双亲委托机制，一个类只会被加载一次。那么我可以把有bug的类打包成补丁dex，下发到手机中，然后在加载原来的bug类之前加载补丁dex中修复好的类，那以后就不会再加载原来的bug类了，这种思路就可以到达修复class文件bug的目的。
2、思路很明确了，打包补丁dex也很容易（具体操作后面会说），下发补丁到app也容易。那就只剩下一个问题了，如何让已经修复好的类先于有bug的类加载？
在上一篇文章，我们对查找class做了较为详细的分析。其实答案就包含在其中，这里再回顾一下。查找class是通过DexPathList来完成的，内部是DexPathList遍历Element数组，通过Element获取DexFile对象来加载Class文件。由于数组是有序的，如果2个dex文件中存在相同类名的class，那么类加载器就只会加载数组前面的dex中的class。如果apk中出现了有bug的class，那只要把修复的class打包成dex文件并且放在DexPathList中Element数组的前面，就可以实现bug修复了。
热修复--类加载.png
关键步骤：
1、要获取加载apk的dex和布丁dex的类加载器PathClassLoader、DexClassLoader；
2、要获取Elements[]数组，只能通过反射BaseDexClassLoader、DexPathList这2个类去获取；
3、获取到2个dex文件的Element数组之后，需要创建一个新的数组把这2个数组合并，补丁dex的数组放在前面，原apk中放在后面；
4、再通过反射找去替换掉原来的dexElements属性即可。
类加载修复的实现
以下是工具类中的核心代码，需要完整代码的同学去文末git地址获取
/**
* 尝试加载app私有目录中的补丁dex去修复bug
* @param context
*/
fun loadPatch(context: Context) {
//这个是补丁dex存放的位置
dexPath = context.filesDir.path + "/patch0.dex"
if (!File(dexPath).exists())
return
//注意，只能用app私有目录去存放优化后的dex文件,如果放在外部存储存在注入攻击的风险
// data/data/包名/files/opt_dex
//在8.0及这个参数没有作用，只能用系统指定位置
optPath = context.filesDir.path + "/opt_dex"
var optFile = File(optPath)
if (!optFile.exists()) {
optFile.mkdirs()
}
//第一步，获取／创建apk和补丁dex的类加载器
var pathClassLoader: PathClassLoader = context.classLoader as PathClassLoader
var dexClassLoader = DexClassLoader(dexPath, optPath, null, pathClassLoader)
//第二步，反射获取BaseDexClassLoader中的DexPathList pathList属性
var pathPathList = getPathList(pathClassLoader)
var dexPathList = getPathList(dexClassLoader)
//第三步，反射获取获取DexPathList中的Element[] dexElements数组;
var pathElements = getDexElements(pathPathList)
var dexElements = getDexElements(dexPathList)
//第四步，合并Elements数组,注意补丁dex的数组要放在前面
var combineElements = combineArray(dexElements, pathElements)
//第五步，重新给PathClassLoader中的Element[] dexElements赋值（其实在PathList里面）
var pathList = getPathList(pathClassLoader) //再次获取apk中的PathList对象
setField(pathList, pathList.javaClass, DEX_ELEMENTS_FIELD, combineElements)
}
加载补丁dex
class MyApplication : Application() {
override fun onCreate() {
super.onCreate()
Log.e("tag", "Application onCreate: ")
loadPatch()
}
/**
* 1、这里测试是直接把补丁dex放在data/data目录，实际开发过程中可以把dex文件放在服务器，
* 在特定时机通过网络下载到app指定目录，然后在Application加载补丁dex
*
* 2、第二次进入的时候可以根据目录下是否已经下载过，处理，避免重新下载
*
*/
private fun loadPatch() {
// var dexFilePath: String = filesDir.path + "/classes.dex"
HotFixEngine.loadPatch(this)
var intent = Intent(this, MainActivity::class.java)
startActivity(intent)
}
}
加载补丁需要注意的2点，在注释已经标注了，主要是加载时机和避免重复加载。
注意，我这里是手动把补丁dex放在特定目录，我的目录是data/data/包名/files/patch0.dex，如果你要运行加载补丁的代码，你需要先把补丁dex放在特定目录，然后修改dexPath指向的路径才可以。
关于class文件打包dex，用android sdk tools自带的工具就可以了，具体操作可以参考： Android studio .class文件手动生成dex
项目地址：
https://github.com/zhouxu88/HotFix
参考
Android 类加载机制及热修复原理
热修复——深入浅出原理与实现
从JVM到Dalivk再到ART（class,dex,odex,vdex,ELF）
