Android动态加载字节码

概述

面对App业务逻辑的频繁变更，如果每一次改变都对App进行一次升级，会降低App的用户体验，那么App进行模块化升级（这里与增量升级是不同的）是很好的解决方案，让用户在完全无感觉的情况下改变App中的业务逻辑。要实现这种模块化升级，动态加载字节码(jar/dex)就是实现这个需求的理论基础。

Android系统加载字节码

Android的虚拟机（Dalvik VM）无法识别普通jar包中的字节码，所以需要通过字节码转换工具将jar转换成dex，jar包中的所有字节码都会打进classes.dex,这样的字节码才能被Dalvik虚拟机识别。

实例讲解

源码下载，需要准备两个工程，一个Android工程(AndroidPractice)，Android工程中去加载字节码。宁外一个普通的java工程（DexModule），下面看看工程结构。需要注意的是IDynamicLoad这个接口在两个工程中都需要，且包名一致。

字节码加载工程结构

DexModule工程讲解

DexModule这个工程中只有两个类，一个是接口IDynamicLoad，这个接口就是文章开始提到的模块升级的关键，只需要提前约定好接口，将接口发布给调用方，具体的实现对调用方完全是透明的，这样就能做到随意的更改接口的实现，宁一个是该接口的实现类DynamicLoad。实现非常简单就是返回一个字符串。

package com.vjson.module;

public interface IDynamicLoad {
    public String dexLoad();
}

<span style="font-weight: normal;">package com.vjson.module;

public class DynamicLoad implements IDynamicLoad {
    @Override
    public String dexLoad() {
        return "dexload practice";
    }
}</span>

导出jar包

在导出jar包的时候一定要注意，不要导出IDynamicLoad这个接口文件，因为Android工程中已经有一个接口文件，不然加载字节码的时候会导致字节码冲突。

导出jar包

字节码转换

用前面提到的字节码转换工具，将jar转换为Dalvik VM认识的dex。d2j-jar2dex.sh这个命令的-o参数指定输出文件。

d2j-jar2dex.sh -o module.jar dynamicLoad.jar

然后将生成的module.jar放到手机的sdcard里面。

adb push module.jar /mnt/sdcard/

加载dex

加载字节码需要用到DexClassLoader这个类，它负责从jar包中提取（解压缩的一个过程）classes.dex,并且将字节码加载到内存，接下来就通过loadClass方法加载需要的类，看下面的详细代码，注意高亮的行。

package com.vjson.practice;

import java.io.File;

import android.annotation.TargetApi;
import android.app.Activity;
import android.os.Build;
import android.os.Bundle;
import android.os.Environment;
import android.view.View;
import android.view.View.OnClickListener;
import android.widget.Button;
import android.widget.Toast;

import com.vjson.dynamicload.R;
import com.vjson.module.IDynamicLoad;

import dalvik.system.DexClassLoader;

public class MainActivity extends Activity {
    private Button mBtn;
    private IDynamicLoad mDynamicLoad;

    @TargetApi(Build.VERSION_CODES.ICE_CREAM_SANDWICH)
    public static final IDynamicLoad loadByteCode() {
        File jarFile = new File(Environment.getExternalStorageDirectory().toString() + File.separator + "module.jar");
        File optmizedPath = BaseApplication.sInstance.getDir("dex", MODE_PRIVATE);
        DexClassLoader loader = new DexClassLoader(jarFile.getAbsolutePath(),
                optmizedPath.getAbsolutePath(), null,
                BaseApplication.sInstance.getClassLoader());
        IDynamicLoad dynaicLoad = null;

        try {
            Class<?> clazz = loader.loadClass("com.vjson.module.DynamicLoad");
            dynaicLoad = (IDynamicLoad) clazz.newInstance();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        return dynaicLoad;
    }

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        mDynamicLoad = loadByteCode();
        mBtn = (Button) findViewById(R.id.btn);
        mBtn.setOnClickListener(new OnClickListener() {

            @Override
            public void onClick(View v) {
                String str = mDynamicLoad.dexLoad();

                Toast.makeText(getApplicationContext(), str, Toast.LENGTH_SHORT).show();
            }
        });
    }
}

注意代码的26行，通过context的getDir(“dex”, MODE_PRIVATE)方法获取应用程序的私有目录，这是由于从Android4.1.2开始由于安全原因，防止代码注入攻击，必须将字节码放到私有目录下面也就是data/data/应用程序包名/。从jar包中提前出来的classes.dex就放在这个目录下面。

总结

本文主要介绍了，Android中的字节码加载技术，为接下来的文章Android模块化升级提供一个理论基础，其实最精髓的地方就是定义接口，通过接口调用端和实现端进行通信。在模块化升级中将会讲解jar包的完整性验证和安全性验证。