[原创]Android Studio的Instant Run(即时安装)原理分析和源码浅析

Android Studio升级到2.0之后，新增了Instant Run功能，该功能可以热替换apk中的部分代码，大幅提高测试安装的效率。

但是，由于我的项目中自定义了一些ClassLoader，当使用InstantRun时，经常出现class加载不正确的问题。分析后原因如下。

使用Instant Run编译出的apk里面会多出几个dex文件，和一个instant-run.zip，这个zip里也是一堆dex文件：

所以推测，instant Run的实现原理是：

根据代码结构，将App的源码分割成多个dex，然后使用自定义的classloader来加载他们，当然这个自定义的classloader也要继承BaseDexClassLoader，因为BaseDexClassLoader里有个DexPathList，这个所谓的List里存的是多个dex的文件信息，所以当某段代码修改时，只需编译和替换相应的dex文件即可（这同样也是MultiDex的实现原理）。

下面我们简单验证一下。

首先正常的apk运行时，其classloader打印出来是这样的：

dalvik.system.PathClassLoader[DexPathList[[zip file "/data/app/com.zkw.hostdemo-1/base.apk"],nativeLibraryDirectories=[/data/app/com.zkw.hostdemo-1/lib/arm, /system/lib, /vendor/lib, system/vendor/lib, system/vendor/lib/egl, system/lib/hw]]]

而使用Instant Run运行起来的apk，其classloader打印出来长这样：

com.android.tools.fd.runtime.IncrementalClassLoader$DelegateClassLoader[DexPathList[[dex file "/data/data/com.zkw.hostdemo/files/instant-run/dex/slice-support-annotations-23.3.0_6be31c7c3de045eced09b0e58c45c46ba1a8b4da-classes.dex", dex file "/data/data/com.zkw.hostdemo/files/instant-run/dex/slice-slice_9-classes.dex", dex file "/data/data/com.zkw.hostdemo/files/instant-run/dex/slice-slice_8-classes.dex", dex file "/data/data/com.zkw.hostdemo/files/instant-run/dex/slice-slice_7-classes.dex", dex file "/data/data/com.zkw.hostdemo/files/instant-run/dex/slice-slice_6-classes.dex", dex file "/data/data/com.zkw.hostdemo/files/instant-run/dex/slice-slice_5-classes.dex", dex file "/data/data/com.zkw.hostdemo/files/instant-run/dex/slice-slice_4-classes.dex", dex file "/data/data/com.zkw.hostdemo/files/instant-run/dex/slice-slice_3-classes.dex", dex file "/data/data/com.zkw.hostdemo/files/instant-run/dex/slice-slice_2-classes.dex", dex file "/data/data/com.zkw.hostdemo/files/instant-run/dex/slice-slice_1-classes.dex", dex file "/data/data/com.zkw.hostdemo/files/instant-run/dex/slice-slice_0-classes.dex", dex file "/data/data/com.zkw.hostdemo/files/instant-run/dex/slice-ormlite-core-4.47_2aa30d6da8ed45bfc6255e592f80eb5f44eace4c-classes.dex", dex file "/data/data/com.zkw.hostdemo/files/instant-run/dex/slice-ormlite-android-4.47_a7ee90c985672a4cd4bdfca79190a330465fcdb0-classes.dex", dex file "/data/data/com.zkw.hostdemo/files/instant-run/dex/slice-lecore_4c1e07fda866033d90832ceae724962d4943e790-classes.dex", dex file "/data/data/com.zkw.hostdemo/files/instant-run/dex/slice-internal_impl-23.1.1_12c3206fb094d3315355dc809fcd39ad94f6e5e8-classes.dex", dex file "/data/data/com.zkw.hostdemo/files/instant-run/dex/slice-fastjson-1.1.45.android_317ce285230b187682809682934f3690b4d9580d-classes.dex", dex file "/data/data/com.zkw.hostdemo/files/instant-run/dex/slice-com.android.support-support-v4-23.1.1_1cfecee433501e7056d02c08b2393c569c575b33-classes.dex", dex file "/data/data/com.zkw.hostdemo/files/instant-run/dex/slice-com.android.support-multidex-1.0.1_a3117677a6ad7ee678ee3f3a4af434c4d08ee7ba-classes.dex"],nativeLibraryDirectories=[/data/app/com.zkw.hostdemo-1/lib/arm, /system/lib, /vendor/lib, system/vendor/lib, system/vendor/lib/egl, system/lib/hw]]]

很长吧，发个截图：

可以看到这个ClassLoader是：com.android.tools.fd.runtime.IncrementalClassLoader$DelegateClassLoader，DexPathList对应着instant-run.zip里的所有dex。

到这里，感觉基本符合我的猜想，但是这个IncrementalClassLoader是如何添加到设备中的，又如何在运行时起作用的，我们接着分析。

instant run运行的apk里，和class有关的就是classes.dex、classes2.dex和instant-run.zip里的dex。

通过观察命名和反编译，我发现instant-run.zip里的dex都是和我们app代码相关的，而classes.dex和classes2.dex是AndroidStudio编译时自己添加的，其中classes2.dex最重要，我们反编译看看：

终于看到了熟悉的IncrementalClassLoader，那这个classloader是怎么生效的呢，我们看看BootstrapApplication的源码（可想而知，AndroidManifest文件中的application属性也被Android Studio改了）：

注意标绿的那行，继续进去看看（那行下面有个createRealApplication()，其实就是通过反射获取app自定义的Application，然后做对应的操作）：

灰色的那行就是安装IncrementalClassLoader的地方，进入IncrementalClassLoader的inject()看看，

源码中可以看到，Studio其实就是利用反射，将自己的IncrementalClassLoader设置成app中默认ClassLoader的parent，这样就拦截了所有类加载的动作，从而实现了对多个dex文件的动态加载。

到此，原理分析结束。

所以如果你的app里用到了自定义的ClassLoader，请谨慎使用Instant Run！

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