前言

上文Android熱修復主流方案盤點中，提到了4種比較出名的熱修復方案，

騰訊Qzone超級補丁的multidex方案，
騰訊Tinker的dexdiff方案，
阿里andFix的純native方法指針重定向方案(已廢棄，因為有了新的替代方案 sophix )，
美團的robust的instantRun方案。

然而，在android多版本的兼容上，這些熱修復方案多多少少存在一些問題。
本文思路來源為兩篇官方技術博文：
安卓App熱補丁動態修復技術介紹
 Android N混合編譯與對熱補丁影響解析
可惜大佬發文一般人看不懂，所以我重新解讀一下，更通俗易懂地展示這兩個坑的解決方案.

正文大綱

CLASS_ISPREVERIFIED兼容問題

Android N混合編譯兼容問題

正文

CLASS_ISPREVERIFIED 兼容問題

Demo地址：https://github.com/18598925736/HotUpdateDemo/tree/4.4_crash_solution

問題描述

一句話描述問題：

在apk安裝的時候，Dalvik虛擬機如果發現一個類A它所引用的其他類，和它自己都處于同一個dex文件內部，那么類A就會被打上一個 CLASS_ISPREVERIFIED 標記，從而提高性能。那么按照這個思路，如果類A引用了一個有bug的類Util，然后我們用multidex熱修復方案給他推了一個patch.dex，然后重啟修復，這個類已經被打上了標記，但是重啟app之后，它所引用的類Util 此時和它又不處于一個dex內（新的Util類在patch.dex內）。此時，起了一個沖突，既打上了標記，又發現不處于一個dex內的引用類，程序就會報錯。

CLASS_ISPREVERIFIED 分4個單詞 class , is , pre verified , 類 是否 被預先 校驗。

此問題只會出現在Dalvik虛擬機之下（4.4 sdk19 以下默認使用dalvik，5.0 sdk 21 以后便默認使用art虛擬機），art不會有類似問題。所以可以認為此問題只出現在5.0以下（不含5.0）的機器上.

問題演示

我使用的是上一篇文章的 Android Muitldex熱更新修復方案原理的demo
下載之后，直接運行在SDK 19 android4.4的模擬器上。
這是一個已經加入了補丁包fix.dex的demo工程。
當你直接運行,會發現程序崩潰，報錯如下：

image.png

大概意思就是有一個類的引用預先校驗了，但是沒有找到預想中的實現。這就是由于被打上了CLASS_ISPREVERIFIED標記之后又執行了補丁修復，造成沖突。

解決方案

既然問題的根源在于引用Util的A類被打上了 CLASS_ISPREVIRIFIED標記，那么有沒有辦法讓這些類不被打上標記呢？

思考：

問：如何防止我們源代碼中所有的類被打上CLASS_ISPPREVERIFIED標記？
答：
理論上，一個android工程中所有的java類（除了Application之外）都有可能需要熱修復。如果讓這些類都去引用一個另一個dex文件之下的class，就能防止在dex解析的時候被打CLASS_ISPPREVERIFIED標記。
但是這樣有一個弊端，就是 CLASS_ISPPREVERIFIED帶來的性能提升將會消失。但是既然出現bug，要解決，總要付出一點代價。代價且容后再說。

行動：

創建一個hack module，其中創建一個空白java類 AntilazyLoad。編譯它，得到 AntilazyLoad.class 然后用dx命令，將它打包成hack.dex

具體的命令為：dx --dex --output=hack.dex ./com/zhou/hack/Antilazyload.class

dx命令的位置為下圖所示,注意加入到系統環境變量path：

使用gradle插樁的方式，干涉gradle打包流程，在生成javac命令之后，在dx命令之前，在所有我們編寫的所有class里面的構造函數內部，加上 AntilazyLoad 的直接使用(反射引用是不行的)。
這一句話的信息量有點大,分步解釋:

gradle插樁
類比為用 gson，fastjson這類第三方框架來修改json文件。我們也可以利用特定的手段來自由修改class文件。這類技術框架有ASM，AspectJ, Javassist等。由于我們androidStudio用gradle來構建項目，所以，還需要我們自定義gradle插件，來在合適的時機使用ASM 這種技術框架來在class文件中修改字節碼內容。

javac命令之后，dx命令之前
gradle執行項目構建，是通過一個一個的task來進行。比如將java文件用javac命令編譯為 class，任務名字叫做：:app:compileDebugJavaWithJavac

我們進行插樁的時機，便是上圖中javac之后，dx之前。
另外，任何一個Task，都有input元素和output元素，以及可以設置doFirst閉包，表示執行任務之前先執行一段邏輯，設置doLast，表示執行任務執行之后再執行一段邏輯。

Demo完全解讀

上面的解決方案，只是大略提及方案思路，真實去執行方案的時候會涉及到非常多的小細節，我認為有必要將細節中比較重要的部分逐一分步詳解。

項目結構

hack module

image.png

這個Module的作用，僅僅是生成一個普通的java類的class文件，然后用class 通過dx命令生成hack.dex(名字隨意，只不過約定俗稱用的hack)文件而已。沒有別的。得到 hack.dex之后，它的使命就完成了。生成dex的方法上文已詳述。

buildSrc module

image.png

這個Module只是一個普通的javaModule，但是，它是androidStudio中比較特殊的一個名字，當你在空白項目中創建一個buildSrc目錄之后，執行同步，as就會為你自動生成如圖所示的module結構。因為，這個名字是gradle插件特有的。

image.png

HotfixPlugin.java 作為gradle插件的核心類，其關鍵代碼如下：

project.afterEvaluate(new Action<Project>() {
            @Override
            public void execute(Project project) {
                //找到額外屬性
                final HotfixExt hotfixExt = project.getExtensions().findByType(HotfixExt.class);
                // 找到系統屬性
                AppExtension appExtension = project.getExtensions().findByType(AppExtension.class);
                DomainObjectSet<ApplicationVariant> applicationVariants = appExtension.getApplicationVariants();
                for (ApplicationVariant var : applicationVariants) {
                    final String variantName = var.getName();//debug  release 因為任務的名字是release/debug有關,我們要找到確切的切入點，就必須拿到這個值
                    final String myTaskName = "transformClassesWithDexBuilderFor" + firstCharUpperCase(variantName);
                    final Task task = project.getTasks().findByName(myTaskName);
                    task.doFirst(new Action<Task>() {
                        @Override
                        public void execute(Task task) {
                            System.out.println("\n\n\n=================task.doFirst=================\n\n\n");
                            Set<File> files = task.getInputs().getFiles().getFiles();
                            for (File file : files) {
                                String filePath = file.getAbsolutePath();
                                if (filePath.endsWith(".jar")) {
                                    processJar(file);
                                } else if (filePath.endsWith(".class")) {
                                    processClass(variantName, file); //對于class的處理完畢
                                }
                            }
                            System.out.println("\n\n\n=================task.doFirst   end=================\n\n\n");
                        }
                    });
                }
                System.out.println("=================end=================");
            }
        });
    }

AppExtension appExtension = project.getExtensions().findByType(AppExtension.class);

AppExtension 是gradle在編譯項目的時候讀取來自android app的配置.

兩張圖看明白：

appModule的build.gradle

appModule的build.gradle 中我們寫的這些配置，在AppExtension中可以一一中找到get方法。

DomainObjectSet<ApplicationVariant> applicationVariants = appExtension.getApplicationVariants();

這個所謂的 ApplicationVariant(翻譯：app變體) 是android打包的中一個很常見的概念，它就是 debug/release . 由于我們去進行debug 或者 release打包的時候，幾乎所有的gradle命令會附帶上 debug/release .

所以，下一步我們對指定的task進行修改，要拿到這個值。

我們的思路是 在java變成class之后，在class變成 dex之前，將class進行ASM插樁。所以，我們要找的 gradle task 是： transformClassesWithDexBuilderForRelease 或者 transformClassesWithDexBuilderForDebug 給它重寫doFirst。
也可以找到 gradle task ： compileReleaseJavaWithJavac 或者 compileDebugJavaWithJavac. 給它重寫 doLast。效果相同。

所以：

image.png

開始重寫doFirst，所有task都有input輸入和output輸出。我們這里獲取它的輸入getInputs(). 然后進行文件遍歷。發現，既有jar文件也有class文件。jar文件是class的壓縮包。要進行插裝，必須分別處理。class文件直接插樁。jar文件解壓縮之后插樁。

image.png

class文件的插樁。

注：有些class，不需要熱修復，也就不需要插樁，比如android support包，或者androidx兼容包。比如MyApplication類。

private void processClass(String variantName, File file) {
        String path = file.getAbsolutePath();//拿到完整路徑，如下:
        // D:\studydemo\hotfix\HotUpdateDemo\app\build\intermediates\classes\debug\com\example\administrator\myapplication\MainActivity.class
        // 這么一大串，包括三個部分，以debug為分界。
        // D:\studydemo\hotfix\HotUpdateDemo\app\build\intermediates\classes\ 是目錄
        // debug\ 是編譯變體名
        // com\example\administrator\myapplication\MainActivity.class 類完整路徑
        //將他進行分割
        String className = path.split(variantName)[1].substring(1);
//        System.out.println("className:" + className);//拿到完整類名 com\example\administrator\myapplication\MainActivity.class
        // 由于有些class我們不用執行插樁，包括Application，也包括 androidx和support包
        if (isAndroidClz(className) || isApplicationClz(className)) {
            return;
        }
        // 能走到這里的，都是需要插樁的,那么，在這個任務執行時，我需要:
        // 使用文件流
        try {
            FileInputStream fis = new FileInputStream(path);
            byte[] byteCode = referHackWhenInit(fis);
            fis.close();

            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(path);
            fos.write(byteCode);
            fos.close();

            //成功給class加了一行代碼
            System.out.println("className:" + className + "植入hack成功");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

jar文件的插樁:

private void processJar(File file) {
        try {
            // 先預備一個備份文件
            File bakJar = new File(file.getParent(), file.getName() + ".bak");
            JarOutputStream jos = new JarOutputStream(new FileOutputStream(bakJar));
            JarFile jarFile = new JarFile(file);
            Enumeration<JarEntry> entries = jarFile.entries(); // 準備遍歷
            while (entries.hasMoreElements()) {
                JarEntry jarEntry = entries.nextElement(); // 迭代器遍歷

                jos.putNextEntry(new JarEntry(jarEntry.getName()));
                InputStream is = jarFile.getInputStream(jarEntry);

                String className = jarEntry.getName();
                if (className.endsWith(".class") && !isApplicationClz(className)
                        && !isAndroidClz(className)) {
                    byte[] byteCode = referHackWhenInit(is);
                    jos.write(byteCode);
                } else {
                    //輸出到臨時文件
                    jos.write(IOUtils.toByteArray(is));
                }
                jos.closeEntry();
            }
            jos.close();
            jarFile.close();
            file.delete();
            bakJar.renameTo(file);
            //成功給class加了一行代碼
            System.out.println("jarName:" + file.getAbsolutePath() + "植入hack成功");
        } catch (Exception e) {

        }
    }

ASM插樁寫法:

以下代碼，將這樣一句代碼插入到了構造函數中Class var10000 = Antilazyload.class;

插樁之后，java類的構造函數如圖所示：

image.png

.

app module

相比于之前的app module，差別并不大，如圖：

差別1: 多出來的hack.dex是用dx命令前面生成的。必須放到assets中。
差別2：之前沒考慮要插入多個dex的情況，所以，hook參數是File，現在要插入fix.dex和hack.dex，參數改為 List<File> .

經本人多次驗證。
Demo地址：https://github.com/18598925736/HotUpdateDemo/tree/4.4_crash_solution
可在4.4版本模擬器上正常進行multidex熱修復.

結語

4.4的multidex CLASS_ISPREVERIFIED熱修復的問題已經解決. 然而到了7.0 又出了一個混合編譯的問題。下一篇詳解.

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Android熱修復方案的兼容策略CLASS_ISPREVERIFIED問題

Android熱修復方案的兼容策略CLASS_ISPREVERIFIED問題

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問題描述

問題演示

解決方案

Demo完全解讀

結語

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