@linux1s1s 2017-01-22T16:55:13.000000Z 字数 10767 阅读 2223

Android 在线热修复框架 AndFix 初步二

AndroidExtend 2016-03

上文AndFix 初步一埋下了一个坑，这里准备填一下。

还记得上篇文章中提到的patch文件，其实这个文件是jar文件，因为它生成的时候是使用Attributes，Manifest，jarEntry将数据写入的，其实依旧是jar格式，修改了扩展名而已，后续会进一步解释。

这里我们分析github提供的patch文件制作工具apkpatch-1.0.3.jar这个文件，看看它是如何完成补丁制作的。

对于Jar文件，我们可以使用jd-gui文件打开，阿里这里并没有对这个jar文件加密，所以我们可以直接看，对于Jar文件，我们从Main()方法开始看起。
在package com.euler.patch;里面，有一个Main类，其中有那个我们常见的main()方法，那么我们就进入看一看。
代码比较长，我们一段一段来看

Main main()

//CommandLineParser，CommandLine， Option, Options，OptionBuilder,  PosixParser等等类都是
//org.apache.commons.cli这个包中的类，负责解析命令行传给程序的参数，所以下面的很多内容应该就不用我过多解释了
CommandLineParser parser = new PosixParser();
CommandLine commandLine = null;
//option()方法就是将命令行需要解析的参数加入其中，有三种解析方式
//private static final Options allOptions = new Options();
//private static final Options patchOptions = new Options();
//private static final Options mergeOptions = new Options();
option();
try {
  commandLine = parser.parse(allOptions, args);
} catch (ParseException e) {
  System.err.println(e.getMessage());
  //提示用户如何使用这个jar包
  usage(commandLine);
  return;
}
if ((!commandLine.hasOption('k')) && (!commandLine.hasOption("keystore"))) {
  usage(commandLine);
  return;
}
if ((!commandLine.hasOption('p')) && (!commandLine.hasOption("kpassword"))) {
  usage(commandLine);
  return;
}
if ((!commandLine.hasOption('a')) && (!commandLine.hasOption("alias"))) {
  usage(commandLine);
  return;
}
if ((!commandLine.hasOption('e')) && (!commandLine.hasOption("epassword"))) {
  usage(commandLine);
  return;
}

这一部分主要是查看命令行是否有那些参数，如果没有要求的参数，则提示用户需要哪些参数，继续分析代码里面的参数k,p,a,e等.

String keystore = commandLine.getOptionValue('k');
String password = commandLine.getOptionValue('p');
String alias = commandLine.getOptionValue('a');
String entry = commandLine.getOptionValue('e');
String name = "main";
if ((commandLine.hasOption('n')) || (commandLine.hasOption("name"))){
  name = commandLine.getOptionValue('n');
}

对于我们的release版应用来说，我们会指定storeFile， storePassword, keyAlias, keyPassword, 这些即是上面keystore, password, alias, entry对应的值。至于name，这是最后生成的文件的名称，基本可以不用管。
下面，我们看一下main()函数中最后的一个if-else

if ((commandLine.hasOption('m')) || (commandLine.hasOption("merge"))) {
    String[] merges = commandLine.getOptionValues('m');
    File[] files = new File[merges.length];
    for (int i = 0; i < merges.length; i++) {
      files[i] = new File(merges[i]);
    }
    MergePatch mergePatch = new MergePatch(files, name, out, keystore,
      password, alias, entry);
    mergePatch.doMerge();
} else {
    if ((!commandLine.hasOption('f')) && (!commandLine.hasOption("from"))) {
      usage(commandLine);
      return;
    }
    if ((!commandLine.hasOption('t')) && (!commandLine.hasOption("to"))) {
      usage(commandLine);
      return;
    }
    File from = new File(commandLine.getOptionValue("f"));
    File to = new File(commandLine.getOptionValue('t'));
    if ((!commandLine.hasOption('n')) && (!commandLine.hasOption("name"))) {
      name = from.getName().split("\\.")[0];
}

在此，我选择不分析MergePatch这个部分，毕竟，你只有先生成了，后面才可能需要做merge操作。 from指修复bug后的apk，to指之前有bug的apk。main()函数里最后一部分内容

ApkPatch apkPatch = new ApkPatch(from, to, name, out, keystore,
  password, alias, entry);
apkPatch.doPatch();

将那些参数传给ApkPatch去初始化，然后调用doPatch()方法，接下来继续跟进ApkPatch
首先是调用构造函数

public ApkPatch(File from, File to, String name, File out, String keystore, String password, String alias, String entry){
    super(name, out, keystore, password, alias, entry);
    this.from = from;
    this.to = to;
}

父类构造器做了啥，我们暂时省略了，接着重点看doPatch()方法

public void doPatch() {
    File smaliDir = new File(this.out, "smali");
    smaliDir.mkdir();
    File dexFile = new File(this.out, "diff.dex");
    File outFile = new File(this.out, "diff.apatch");
    //DiffInfo是一个容器类，主要保存了新加的和修改的 类，方法和字段。
    DiffInfo info = new DexDiffer().diff(this.from, this.to);
    this.classes = buildCode(smaliDir, dexFile, info);
    build(outFile, dexFile);
    release(this.out, dexFile, outFile);
}

在out文件夹内生成了一个smali文件夹，还有diff.dex, diff.apatch文件。看到diff()方法，应该能想到就是比较两个文件的不同，所以DiffInfo就是储存两个文件不同的一个容器类，由于篇幅原因，这里就不深入其中了，有兴趣的同学可以深入其中看一下。

但是，在这个diff()方法中，有一个重要的问题需要大家注意，就是其中只针对classes.dex做了diff，如果你使用了Google的Multidex，那么结果就是你其它dex文件中的任何bug，依旧无法修复，因为这个生成的DiffInfo中没有其它dex的信息，这个时候就需要大家使用JavaAssist之类的工具修改阿里的这个jar文件，然后达到你自己的修复非classes.dex文件中bug的目的，问题出在DexFileFactory.class类中。

接下来，我们可以看到调用了三个方法，buildCode(smaliDir, dexFile, info); build(outFile, dexFile);release(this.out, dexFile, outFile); 一个个的跟进去看一看。

private static Set<String> buildCode(File smaliDir, File dexFile, DiffInfo info)
    throws IOException, RecognitionException, FileNotFoundException{
    Set classes = new HashSet();
    Set list = new HashSet();
    //从这里可以看出，list保存了DiffInfo容器中的新添加的classes和被修改过的classes
    list.addAll(info.getAddedClasses());
    list.addAll(info.getModifiedClasses());
    baksmaliOptions options = new baksmaliOptions();
    options.deodex = false;
    options.noParameterRegisters = false;
    options.useLocalsDirective = true;
    options.useSequentialLabels = true;
    options.outputDebugInfo = true;
    options.addCodeOffsets = false;
    options.jobs = -1;
    options.noAccessorComments = false;
    options.registerInfo = 0;
    options.ignoreErrors = false;
    options.inlineResolver = null;
    options.checkPackagePrivateAccess = false;
    if (!options.noAccessorComments) {
      options.syntheticAccessorResolver = new SyntheticAccessorResolver(list);
    }
    ClassFileNameHandler outFileNameHandler = new ClassFileNameHandler(
      smaliDir, ".smali");
    ClassFileNameHandler inFileNameHandler = new ClassFileNameHandler(
      smaliDir, ".smali");
    DexBuilder dexBuilder = DexBuilder.makeDexBuilder();
    for (DexBackedClassDef classDef : list) {
      String className = classDef.getType();
      //将相关的类信息写入outFileNameHandler
      baksmali.disassembleClass(classDef, outFileNameHandler, options);
      File smaliFile = inFileNameHandler.getUniqueFilenameForClass(
        TypeGenUtil.newType(className));
      classes.add(TypeGenUtil.newType(className)
        .substring(1, TypeGenUtil.newType(className).length() - 1)
        .replace('/', '.'));
      SmaliMod.assembleSmaliFile(smaliFile, dexBuilder, true, true);
    }
    dexBuilder.writeTo(new FileDataStore(dexFile));
    return classes;
}

看到baksmali，反编译过apk的同学一定不陌生，这就是dex的打包工具，还有对应的解包工具smali，就到这里，这方面不继续深入了。如果想深入了解dex打包解包工具的源码，参见This Blog

可以看到，这个方法的返回值将DiffInfo中新添加的classes和修改过的classes做了一个重命名，然后保存了起来，同时，将相关内容写入smali文件中。这个重命名是一个怎样的重命名呢，看一下生成的smali文件夹里任意一个smali文件，我就拿Demo里的MainActivity.smali来说明这个类在文件中的类名是Lcom/euler/andfix/MainActivity;，看到这个名字，再看下面这个方法就很清晰了

classes.add(TypeGenUtil.newType(className)
.substring(1, TypeGenUtil.newType(className).length() - 1)
.replace('/', '.'));

就是把Lcom/euler/andfix/MainActivity;替换成com.euler.andfix.MainActivity_CF; 那个_CF哪里来的呢，就是那个TypeGenUtil类做的操作了。这个类就一个方法，该方法进对String进行了操作，我们来看一看源码

public static String newType(String type){
    return type.substring(0, type.length() - 1) + "_CF;";
}

可以看到，去掉了类名多余的那个’;’，然后在后面加了个_CF后缀。重命名应该是为了不合之前安装的dex文件的名字冲突。

(new FileDataStore(file) 作用就是清空file里的内容) 最后，将dexFile文件清空，把dexBuilder的内容写入其中。

到这里，buildCode(smaliDir, dexFile, info)方法就结束了, 看看下一个方法build(outFile, dexFile);

上一个方法已经把内容填充到dexFile内了，我们来看看它的源码。

protected void build(File outFile, File dexFile)
    throws KeyStoreException, FileNotFoundException, IOException, NoSuchAlgorithmException, CertificateException, UnrecoverableEntryException{
    //获取应用签名相关信息
    KeyStore keyStore = KeyStore.getInstance(KeyStore.getDefaultType());
    KeyStore.PrivateKeyEntry privateKeyEntry = null;
    InputStream is = new FileInputStream(this.keystore);
    keyStore.load(is, this.password.toCharArray());
    privateKeyEntry = (KeyStore.PrivateKeyEntry)keyStore.getEntry(this.alias,
      new KeyStore.PasswordProtection(this.entry.toCharArray()));
    PatchBuilder builder = new PatchBuilder(outFile, dexFile,
      privateKeyEntry, System.out);
    //将getMeta()中获取的Manifest内容写入"META-INF/PATCH.MF"文件中
    builder.writeMeta(getMeta());
    //单纯调用了close()命令, 将异常处理放在子函数中。
    //这里做了一个异常分层，即不同抽象层次的子函数需要处理的异常不一样
    //具体请参阅《Code Complete》(代码大全)在恰当的抽象层次抛出异常
    builder.sealPatch();
}

要打包了，打包完是要签名的，所以需要获取签名的相关信息，这一部分就不详细讲解了。这里提一下getMeta()函数，因为开头我们提到的Patch init() 函数内这句List strings = Arrays.asList(main.getValue(attrName).split(","));中的那个strings就是从这里写入的

protected Manifest getMeta()
{
    Manifest manifest = new Manifest();
    Attributes main = manifest.getMainAttributes();
    main.putValue("Manifest-Version", "1.0");
    main.putValue("Created-By", "1.0 (ApkPatch)");
    main.putValue("Created-Time", 
      new Date(System.currentTimeMillis()).toGMTString());
    main.putValue("From-File", this.from.getName());
    main.putValue("To-File", this.to.getName());
    main.putValue("Patch-Name", this.name);
    main.putValue("Patch-Classes", Formater.dotStringList(this.classes));
    return manifest;
}

那个classes就是我们那个将类名修改后保存起来的Set， Formater.dotStringList(this.classes));这个方法就是遍历Set，并将其中用','作为分隔符，将整个Set中保存的String拼接所以在Patch init()方法内，就可以反过来组成一个List。

那么，我们来看看中间那条没注释的语句，通过PatchBuilder()的构造函数生成PatchBuilder，我们来看看PatchBuilder的构造函数

public PatchBuilder(File outFile, File dexFile, KeyStore.PrivateKeyEntry key, PrintStream verboseStream){
    this.mBuilder = new SignedJarBuilder(new FileOutputStream(outFile, false), key.getPrivateKey(),
        (X509Certificate)key.getCertificate());
    this.mBuilder.writeFile(dexFile, "classes.dex");
}

这个就是把dexFile里的内容，经过修改，加上签名，写入classes.dex文件中，但是这里实在看不出来其中的细节，所以，我们要进入SignedJarBuilder类一探究竟

先看它的构造函数。

public SignedJarBuilder(OutputStream out, PrivateKey key, X509Certificate certificate)
    throws IOException, NoSuchAlgorithmException{
    this.mOutputJar = new JarOutputStream(new BufferedOutputStream(out));
    //设置压缩级别
    this.mOutputJar.setLevel(9);
    this.mKey = key;
    this.mCertificate = certificate;
    if ((this.mKey != null) && (this.mCertificate != null)) {
      this.mManifest = new Manifest();
      Attributes main = this.mManifest.getMainAttributes();
      main.putValue("Manifest-Version", "1.0");
      main.putValue("Created-By", "1.0 (ApkPatch)");
      this.mBase64Encoder = new BASE64Encoder();
      this.mMessageDigest = MessageDigest.getInstance("SHA1");
    }
}

这个方法做了一些初始化，做了一些赋值操作，大家经常写类似的代码，就不进行分析了，只是为了让大家看writeFile(File, String)的时候容易理解一些。

public void writeFile(File inputFile, String jarPath){
    FileInputStream fis = new FileInputStream(inputFile);
    JarEntry entry = new JarEntry(jarPath);
    entry.setTime(inputFile.lastModified());
    writeEntry(fis, entry);
}

这个方法调用了writeEntry(InputStream, JarEntry)方法, 来看一看它的源码

private void writeEntry(InputStream input, JarEntry entry)
  throws IOException{
    this.mOutputJar.putNextEntry(entry);
    int count;
    while ((count = input.read(this.mBuffer)) != -1)
    {
      int count;
      this.mOutputJar.write(this.mBuffer, 0, count);
      if (this.mMessageDigest != null) {
        //将mBuffer中的内容放入mMessageDigest内部数组
        this.mMessageDigest.update(this.mBuffer, 0, count);
      }
    }
    this.mOutputJar.closeEntry();
    if (this.mManifest != null)
    {
      Attributes attr = this.mManifest.getAttributes(entry.getName());
      if (attr == null) {
        attr = new Attributes();
        this.mManifest.getEntries().put(entry.getName(), attr);
      }
      attr.putValue("SHA1-Digest", this.mBase64Encoder.encode(this.mMessageDigest.digest()));
    }
}

mBuffer是4096 bytes的数组。这段代码主要从input中读取一个buffer的数据，然后写入entry中，这里应该就可以理解我上面说的dexFile里的内容，写入classes.dex文件中了吧。

build(outFile, dexFile);结束了，看看最后一个方法release(this.out, dexFile, outFile)

protected void release(File outDir, File dexFile, File outFile) throws NoSuchAlgorithmException, FileNotFoundException, IOException
{
    MessageDigest messageDigest = MessageDigest.getInstance("md5");
    FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(dexFile);
    byte[] buffer = new byte[8192];
    int len = 0;
    while ((len = fileInputStream.read(buffer)) > 0) {
      messageDigest.update(buffer, 0, len);
    }
    String md5 = HexUtil.hex(messageDigest.digest());
    fileInputStream.close();
    outFile.renameTo(new File(outDir, this.name + "-" + md5 + ".apatch"));
}

最后就是把dexFile进行了md5加密，并把build(outFile, dexFile);函数中生成的outFile重命名。这样，AndFix框架所需要的补丁文件就生成了。

还记得上面提到的Patch类中读取Manifest的那些属性吗？在build(outFile, dexFile);函数中，那个getMeta()函数把它读取的属性写到了文件中。

下文我们将从Demo源码分析入手，深入源码分析补丁是如何生效的。

附注：此文章转载并微修改自AndFix解析——二，这里大赞一下博主的钻研精神。

Android 在线热修复框架 AndFix 初步二

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