Android 源码分析实战 - 动态加载修复 so 库

1. 需求背景

俗话说养兵千日用兵一时，学习源码分析到底有什么用呢？我们遇到的所有问题，都能通过分析源码解决；看似无法实现的功能，都能通过源码分析找到思路......。这些都是之前无数次给大家洗脑的概念，我们来看一下实际的开发需求，我带大家来动手实战几次。之前还在有信时，我们做的是一个音频直播的项目，后面由于这一块业务一直上不去，老板要我们在里面做一个 3D 的玩法，也就是采用 Unity + Android 的开发方式。Unity 导出的资源大概有 200M 左右，直接集成到 Android 肯定会增大包体积。而包体积太大，会影响我们的安装速度和启动速度等等，这个在之前就分析过源码原理，不是我们的重点。我们的重点是需求得实现但不能增大包体积，后面我们做出来的效果是包体积只增大了 50K 。由于实现了 Unity 与 Android 项目交互的从 0 到 1，实现了 Unity 资源的动态加载，我被评为了公司的优秀员工。后来需求搞完部门就合并了，大家走的走散的散，业务起不来我们也没了激情。再后来在面试简历上也是简单的写上了一笔，迷迷糊糊就进了腾讯，幸福也是来得太突然。其实大公司也很悲催 996 压力大，只是一般人我不好意思告诉他。

2. 需求分析

Unity 导出的资源大致分为三个部分，一个部分是 jar 包 50K 左右，第二部分是 so 库 30M 左右，第三部分是 assets 资源 100M 左右。首先是 jar 包，我们写的 Activity 需要继承自 jar 里面的 UnityPlayerActivity，而且 jar 包也并不大，因此我们不做动态加载应该没问题；其次是 assets 资源，这个也是很容易处理的；难就难在 so 的动态加载，当然有的同学肯定会认为这有什么难的，不就是：

static {
  System.load("下载好的 so 目录全路径");
}  

问题是 unity 导出的 jar 包中是这样写的

static {
  (new k()).a();
  o = false;
  o = loadLibraryStatic("main");
}

protected static boolean loadLibraryStatic(String var0) {
  try {
    System.loadLibrary(var0);
    return true;
  } catch (UnsatisfiedLinkError var1) {
    com.unity3d.player.e.Log(6, "Unable to find " + var0);
    return false;
  } catch (Exception var2) {
    com.unity3d.player.e.Log(6, "Unknown error " + var2);
    return false;
  }
}

如果只是这样也还好，我们只要把这个 jar 里的源码，修改成 load 这种方案就好了，但比较坑的就是 libmain.so 在 C++ 层，还会动态的加载另外的两个 so 库文件，当时我是一晚上没睡好呀。晚上实在睡不着，我就开始翻 so 加载流程的源码。

3. 源码分析

public static void loadLibrary(String libname) {
  Runtime.getRuntime().loadLibrary0(VMStack.getCallingClassLoader(), libname);
}

synchronized void loadLibrary0(ClassLoader loader, String libname) {
  String libraryName = libname;
  if (loader != null) {
    // 通过 libname 从 ClassLoader 去找到 filename
    String filename = loader.findLibrary(libraryName);
    if (filename == null) {
      throw new UnsatisfiedLinkError(loader + " couldn't find \"" +
        System.mapLibraryName(libraryName) + "\"");
    }
    String error = nativeLoad(filename, loader);
    if (error != null) {
      throw new UnsatisfiedLinkError(error);
    }
    return;
  }
  ...
}

@Override
public String findLibrary(String name) {
  return pathList.findLibrary(name);
}

public String findLibrary(String libraryName) {
  String fileName = System.mapLibraryName(libraryName);
  // 通过 nativeLibraryPathElements 来遍历查找返回的
  for (Element element : nativeLibraryPathElements) {
    String path = element.findNativeLibrary(fileName);
    if (path != null) {
      return path;
    }
  }
  return null;
}

源码其实还是比较简单的，最终的 so 文件是通过 DexPathList 遍历 nativeLibraryPathElements 来查找返回的，那么我们是不是可以往 nativeLibraryPathElements 的最前面插入一个 Element 呢？显然这是可以的，而且我们早在三年前的视频中就开始用这种套路，来动态加载修复 class 类了，难度系数并不大。

4. 版本适配

封装写完代码后，我开始迫不及待的炫耀了一番，转手就拿给同事去集成了：

集成效果.gif

这才意识到自己是新手上路，于是我把 Android 4.0 - 9.0 的源码统统翻了个遍。

6.0 源码
private final Element[] nativeLibraryPathElements;

static class Element {
  private final File dir;
  private final boolean isDirectory;
  private final File zip;
  private final DexFile dexFile;
  private ZipFile zipFile;

  public Element(File dir, boolean isDirectory, File zip, DexFile dexFile) {
    this.dir = dir;
    this.isDirectory = isDirectory;
    this.zip = zip;
    this.dexFile = dexFile;
  }
}

8.0 源码
private final NativeLibraryElement[] nativeLibraryPathElements;

static class NativeLibraryElement {
  private final String zipDir;
  private boolean initialized;

  public NativeLibraryElement(File dir) {
    this.path = dir;
    this.zipDir = null;
  }

  public NativeLibraryElement(File zip, String zipDir) {
    this.path = zip;
    this.zipDir = zipDir;
    if (zipDir == null) {
      throw new IllegalArgumentException();
    }
  }
}

5.0 的源码
private final File[] nativeLibraryDirectories;

很多同学在开发的过程中，可能下意识的会想到大厂的一些第三方框架，但其实很多功能他们也未必有现成的实现，其次很多东西我们未必用得上，最重要的是自己写的未必就不行。

最终效果

视频地址：https://pan.baidu.com/s/1tQ7omRNg8BgldnkjdlBPlw
视频密码：6hlc