Android 代碼熱修復詳解

java:類加載原理:
當類加載器收到加載類或資源的請求時，通常都是先委托給父類加載器加載，也就是說只有當父類加載器找不到指定類或資源時，自身才會執行實際的類加載過程，具體的加載過程如下：

1、源 ClassLoader 先判斷該 Class 是否已加載，如果已加載，則直接返回 Class，如果沒有則委托給父類加載器。

2、父類加載器判斷是否加載過該 Class，如果已加載，則直接返回 Class，如果沒有則委托給祖父類加載器。

3、依此類推，直到始祖類加載器（引用類加載器）。

4、始祖類加載器判斷是否加載過該 Class，如果已加載，則直接返回 Class，如果沒有則嘗試從其對應的類路徑下尋找 class 字節碼文件并載入。如果載入成功，則直接返回 Class，如果載入失敗，則委托給始祖類加載器的子類加載器。
5、始祖類加載器的子類加載器嘗試從其對應的類路徑下尋找 class 字節碼文件并載入。如果載入成功，則直接返回 Class，如果載入失敗，則委托給始祖類加載器的孫類加載器。

6、依此類推，直到源 ClassLoader。

7、源 ClassLoader 嘗試從其對應的類路徑下尋找 class 字節碼文件并載入。如果載入成功，則直接返回 Class，如果載入失敗，源 ClassLoader 不會再委托其子類加載器，而是拋出異常

Android類加載:
Android中的類加載器是BootClassLoader、PathClassLoader、DexClassLoader，其中BootClassLoader是虛擬機加載系統類需要用到的，PathClassLoader是App加載自身dex文件中的類用到的，DexClassLoader可以加載直接或間接包含dex文件的文件。

PathClassLoader和DexClassLoader都繼承自BaseDexClassLoader，它的一個DexPathList類型的成員變量pathList很重要。DexPathList中有一個Element類型的數組dexElements，這個數組中存放了包含dex文件（對應的是DexFile）的元素。BaseDexClassLoader加載一個類，最后調用的是DexFile的方法進行加載的

下面是代碼熱修復的兩種方式：
1、根據類加載為父委托加載原理 將加載修復后的dex的DexClassLoader插入到PathClassLoader和BootstrapClassLoader中間，也就是將DexClassLoader設置為PathClassLoader的父加載器，將BootstrapClassLoader設置為DexClassLoader 順序為：BootstrapClassLoader--->DexClassLoader--->PathClassLoader

//根據類加載為父委托加載原理   替換有bug的類放在dexPath中讓DexClassLoader優先加載
    //類加載順序：BootstrapClassLoader---->DexClassLoader----->PathClassLoader
    public void loadPatchDex(Context context, String dexPath, String optimizedDirectory, String librarySearchPath) {
        ClassLoader currentClassLoader = context.getClassLoader();//context加載器(PathClassLoader)
        ClassLoader parentClassLoader = currentClassLoader.getParent();//context的父加載器(BootstrapClassLoader)

        //加載dexPath加載器
        DexClassLoader dexClassLoader = new DexClassLoader(dexPath, optimizedDirectory, librarySearchPath, parentClassLoader);
        this.setField(ClassLoader.class, this.mParentFieldName, currentClassLoader, dexClassLoader);//設置當前類加載器的父加載器為dexClassLoader
    }

 /**
     * @param clazz
     * @param fieldName 屬性名稱
     * @param target    要設置屬性的對象
     * @param value     設置屬性的值
     * @return 設置成功
     */
    private boolean setField(Class clazz, String fieldName, Object target, Object value) {
        try {
            Field field = clazz.getDeclaredField(fieldName);
            if (field != null) {
                field.setAccessible(true);
                field.set(target, value);
            }
            return true;
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return false;//設置失敗
    }

2、根據安卓的PathClassLoader加載機制將DexClassLoader加載的新的Dex添加的DexPathList的dexElements屬性列表中，將更新的dex加載放在dexElements列表索引之前

     public void loadPatchDex2(Context context, String dexPath, String optimizedDirectory, String librarySearchPath) {
        ClassLoader pathClassLoader = context.getClassLoader();
        //加載dexPath加載器
        DexClassLoader dexClassLoader = new DexClassLoader(dexPath, optimizedDirectory, librarySearchPath, pathClassLoader.getParent());
        //獲取BaseDexClassLoader的DexPathList屬性 私有的需要通過反射獲取
        Object dexPathList1 = this.getFieldValue(BaseDexClassLoader.class, this.mDexPathListFieldName, pathClassLoader);//pathClassLoader的PathList屬性
        Object dexPathList2 = this.getFieldValue(BaseDexClassLoader.class, this.mDexPathListFieldName, dexClassLoader);
        if (dexPathList1 != null && dexPathList2 != null) {
            //獲取對應pathList中的dexElements屬性
            Object dexElements1 = this.getFieldValue(dexPathList1.getClass(), this.mElementFieldName, dexPathList1);//當前PathClassLoader中的Element[]屬性
            Object dexElements2 = this.getFieldValue(dexPathList2.getClass(), this.mElementFieldName, dexPathList2);//DexClassLoader中的Element[]屬性

            if (dexElements1 != null && dexElements2 != null) {
                //將兩個Element[]屬性合并
                Object finalElements = combineArray(dexElements2, dexElements1);
                //將合并的值設置給當前的pathClassLoader的Element[]中
                this.setField(dexPathList1.getClass(), this.mElementFieldName, dexPathList1, finalElements);
                Log.e("HotFixEngine", "loadPatchDex2: success");
            }
        }

    }

    /**
     * 獲取對應屬性值
     * @param clazz
     * @param fieldName 屬性名稱
     * @param target 要操作的對象
     * @return
     */
    private Object getFieldValue(Class clazz, String fieldName, Object target) {
        Field field = this.getField(clazz, fieldName);
        if (field != null) {
            try {
                field.setAccessible(true);
                return field.get(target);
            } catch (IllegalAccessException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return null;
    }

    private Field getField(Class clazz, String fieldName) {
        try {
            Field field = clazz.getDeclaredField(fieldName);
            field.setAccessible(true);
            return field;
        } catch (NoSuchFieldException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    /**
     * 兩個數組合并
     *
     * @param arrayLhs
     * @param arrayRhs
     * @return
     */
    private static Object combineArray(Object arrayLhs, Object arrayRhs) {
        Class<?> localClass = arrayLhs.getClass().getComponentType();
        int i = Array.getLength(arrayLhs);
        int j = i + Array.getLength(arrayRhs);
        Object result = Array.newInstance(localClass, j);
        for (int k = 0; k < j; ++k) {
            if (k < i) {
                Array.set(result, k, Array.get(arrayLhs, k));
            } else {
                Array.set(result, k, Array.get(arrayRhs, k - i));
            }
        }
        return result;
    }

Demo地址：https://github.com/xuguohongai/android/tree/master/AndroidHotFixDemo