Android中的动态加载机制

在目前的软硬件环境下，Native App与Web App在用户体验上有着明显的优势，但在实际项目中有些会因为业务的频繁变更而频繁的升级客户端，造成较差的用户体验，而这也恰恰是Web App的优势。本文对网上Android动态加载jar的资料进行梳理和实践在这里与大家一起分享，试图改善频繁升级这一弊病。

Android应用开发在一般情况下，常规的开发方式和代码架构就能满足我们的普通需求。但是有些特殊问题，常常引发我们进一步的沉思。我们从沉思中产生顿悟，从而产生新的技术形式。
如何开发一个可以自定义控件的Android应用？就像eclipse一样，可以动态加载插件；如何让Android应用执行服务器上的不可预知的代码？如何对Android应用加密，而只在执行时自解密，从而防止被破解？……
熟悉Java技术的朋友，可能意识到，我们需要使用类加载器灵活的加载执行的类。这在Java里已经算是一项比较成熟的技术了，但是在Android中，我们大多数人都还非常陌生。

实际操作

使用到的工具都比较常规：javac、dx、eclipse等其中dx工具最好是指明--no-strict，因为class文件的路径可能不匹配
加载好类后，通常我们可以通过Java反射机制来使用这个类但是这样效率相对不高，而且老用反射代码也比较复杂凌乱。更好的做法是定义一个interface，并将这个interface写进容器端。待加载的类，继承自这个interface，并且有一个参数为空的构造函数，以使我们能够通过Class的newInstance方法产生对象然后将对象强制转换为interface对象，于是就可以直接调用成员方法了，下面是具体的实现步骤了:
第一步：

编写好动态代码类：

package com.dynamic.interfaces;
import android.app.Activity;
/**
 * 动态加载类的接口
 */
public interface IDynamic {
    /**初始化方法*/
    public void init(Activity activity);
    /**自定义方法*/
    public void showBanner();
    public void showDialog();
    public void showFullScreen();
    public void showAppWall();
    /**销毁方法*/
    public void destory();
}

实现类代码如下：

package com.dynamic.impl;

import android.app.Activity;
import android.widget.Toast;

import com.dynamic.interfaces.IDynamic;

/**
 * 动态类的实现
 */
public class Dynamic implements IDynamic{

    private Activity mActivity;

    @Override
    public void init(Activity activity) {
        mActivity = activity;
    }

    @Override
    public void showBanner() {
        Toast.makeText(mActivity, "我是ShowBannber方法", 1500).show();
    }

    @Override
    public void showDialog() {
        Toast.makeText(mActivity, "我是ShowDialog方法", 1500).show();
    }

    @Override
    public void showFullScreen() {
        Toast.makeText(mActivity, "我是ShowFullScreen方法", 1500).show();
    }

    @Override
    public void showAppWall() {
        Toast.makeText(mActivity, "我是ShowAppWall方法", 1500).show();
    }

    @Override
    public void destory() {
    }

}

这样动态类就开发好了

第二步：

将上面开发好的动态类打包成.jar，这里要注意的是只打包实现类Dynamic.java，不打包接口类IDynamic.java，

然后将打包好的jar文件拷贝到android的安装目录中的platform-tools目录下，使用dx命令:(我的jar文件是dynamic.jar)

dx --dex --output=dynamic_temp.jar dynamic.jar

这样就生成了dynamic_temp.jar，这个jar和dynamic.jar有什么区别呢？

其实这条命令主要做的工作是:首先将dynamic.jar编译成dynamic.dex文件(Android虚拟机认识的字节码文件)，然后再将dynamic.dex文件压缩成dynamic_temp.jar，当然你也可以压缩成.zip格式的，或者直接编译成.apk文件都可以的，这个后面会说到。

到这里还不算完事，因为你想想用什么来连接动态类和目标类呢？那就是动态类的接口了，所以这时候还要打个.jar包，这时候只需要打接口类IDynamic.java了

然后将这个.jar文件引用到目标类中，下面来看一下目标类的实现：

package com.jiangwei.demo;

import java.io.File;
import java.util.List;

import android.app.Activity;
import android.content.Intent;
import android.content.pm.ActivityInfo;
import android.content.pm.PackageManager;
import android.content.pm.ResolveInfo;
import android.os.Bundle;
import android.os.Environment;
import android.view.View;
import android.widget.Button;
import android.widget.Toast;

import com.dynamic.interfaces.IDynamic;

import dalvik.system.DexClassLoader;
import dalvik.system.PathClassLoader;

public class AndroidDynamicLoadClassActivity extends Activity {

    //动态类加载接口
    private IDynamic lib;

    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.main);
        //初始化组件
        Button showBannerBtn = (Button) findViewById(R.id.show_banner_btn);
        Button showDialogBtn = (Button) findViewById(R.id.show_dialog_btn);
        Button showFullScreenBtn = (Button) findViewById(R.id.show_fullscreen_btn);
        Button showAppWallBtn = (Button) findViewById(R.id.show_appwall_btn);
        /**使用DexClassLoader方式加载类*/
        //dex压缩文件的路径(可以是apk,jar,zip格式)
        String dexPath = Environment.getExternalStorageDirectory().toString() + File.separator + "Dynamic.apk";
        //dex解压释放后的目录
        //String dexOutputDir = getApplicationInfo().dataDir;
        String dexOutputDirs = Environment.getExternalStorageDirectory().toString();
        //定义DexClassLoader
        //第一个参数：是dex压缩文件的路径
        //第二个参数：是dex解压缩后存放的目录
        //第三个参数：是C/C++依赖的本地库文件目录,可以为null
        //第四个参数：是上一级的类加载器
        DexClassLoader cl = new DexClassLoader(dexPath,dexOutputDirs,null,getClassLoader());

        /**使用PathClassLoader方法加载类*/
        //创建一个意图，用来找到指定的apk：这里的"com.dynamic.impl是指定apk中在AndroidMainfest.xml文件中定义的<action name="com.dynamic.impl"/>
        Intent intent = new Intent("com.dynamic.impl", null);
        //获得包管理器
        PackageManager pm = getPackageManager();
        List<ResolveInfo> resolveinfoes =  pm.queryIntentActivities(intent, 0);
        //获得指定的activity的信息
        ActivityInfo actInfo = resolveinfoes.get(0).activityInfo;
        //获得apk的目录或者jar的目录
        String apkPath = actInfo.applicationInfo.sourceDir;
        //native代码的目录
        String libPath = actInfo.applicationInfo.nativeLibraryDir;
        //创建类加载器，把dex加载到虚拟机中
        //第一个参数：是指定apk安装的路径，这个路径要注意只能是通过actInfo.applicationInfo.sourceDir来获取
        //第二个参数：是C/C++依赖的本地库文件目录,可以为null
        //第三个参数：是上一级的类加载器
        PathClassLoader pcl = new PathClassLoader(apkPath,libPath,this.getClassLoader());
        //加载类
        try {
            //com.dynamic.impl.Dynamic是动态类名
            //使用DexClassLoader加载类
            //Class libProviderClazz = cl.loadClass("com.dynamic.impl.Dynamic");
            //使用PathClassLoader加载类
            Class libProviderClazz = pcl.loadClass("com.dynamic.impl.Dynamic");
            lib = (IDynamic)libProviderClazz.newInstance();
            if(lib != null){
                lib.init(AndroidDynamicLoadClassActivity.this);
            }
        } catch (Exception exception) {
            exception.printStackTrace();
        }
        /**下面分别调用动态类中的方法*/
        showBannerBtn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            public void onClick(View view) {
               if(lib != null){
                   lib.showBanner();
               }else{
                   Toast.makeText(getApplicationContext(), "类加载失败", 1500).show();
               }
            }
        });
        showDialogBtn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            public void onClick(View view) {
               if(lib != null){
                   lib.showDialog();
               }else{
                   Toast.makeText(getApplicationContext(), "类加载失败", 1500).show();
               }
            }
        });
        showFullScreenBtn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            public void onClick(View view) {
               if(lib != null){
                   lib.showFullScreen();
               }else{
                   Toast.makeText(getApplicationContext(), "类加载失败", 1500).show();
               }
            }
        });
        showAppWallBtn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            public void onClick(View view) {
               if(lib != null){
                   lib.showAppWall();
               }else{
                   Toast.makeText(getApplicationContext(), "类加载失败", 1500).show();
               }
            }
        });
    }
}

这里面定义了一个IDynamic接口变量，同时使用了DexClassLoader和PathClassLoader来加载类，这里面先来说一说DexClassLoader方式加载:

//定义DexClassLoader
//第一个参数：是dex压缩文件的路径
//第二个参数：是dex解压缩后存放的目录
//第三个参数：是C/C++依赖的本地库文件目录,可以为null
//第四个参数：是上一级的类加载器
DexClassLoader cl = new DexClassLoader(dexPath,dexOutputDirs,null,getClassLoader());

上面已经说了，DexClassLoader是继承ClassLoader类的，这里面的参数说明：

第一个参数是:dex压缩文件的路径:这个就是我们将上面编译后的dynamic_temp.jar存放的目录，当然也可以是.zip和.apk格式的

第二个参数是:dex解压后存放的目录:这个就是将.jar,.zip,.apk文件解压出的dex文件存放的目录，这个就和PathClassLoader方法有区别了，同时你也可以看到PathClassLoader方法中没有这个参数，这个也真是这两个类的区别:

PathClassLoader不能主动从zip包中释放出dex，因此只支持直接操作dex格式文件，或者已经安装的apk（因为已经安装的apk在手机的data/dalvik目录中存在缓存的dex文件）。而DexClassLoader可以支持.apk、.jar和.dex文件，并且会在指定的outpath路径释放出dex文件。

然而我们可以通过DexClassLoader方法指定解压后的dex文件的存放目录，但是我们一般不这么做，因为这样做无疑的暴露了dex文件，所以我们一般不会将.jar/.zip/.apk压缩文件存放到用户可以察觉到的位置，同时解压dex的目录也是不能让用户看到的。

第三个参数和第四个参数用到的不是很多，所以这里就不做太多的解释了。

这里还要注意一点就是PathClassLoader方法的时候，第一个参数是dex存放的路径，这里传递的是:

//获得apk的目录或者jar的目录
String apkPath = actInfo.applicationInfo.sourceDir;

指定的apk安装路径,这个值只能这样获取，不然会加载类失败的

第三步：

运行目标类:

要做的工作是:

如果用的是DexClassLoader方式加载类:这时候需要将.jar或者.zip或者.apk文件放到指定的目录中，我这里为了方便就放到sd卡的根目录中

如果用的是PathClassLoader方法加载类:这时候需要先将Dynamic.apk安装到手机中，不然找不到这个activity，同时要注意的是:

//创建一个意图，用来找到指定的apk：这里的"com.dynamic.impl是指定apk中在AndroidMainfest.xml文件中定义的<action name="com.dynamic.impl"/>
Intent intent = new Intent("com.dynamic.impl", null);

这里的com.dynamic.impl是一个action需要在指定的apk中定义，这个名称是动态apk和目标apk之间约定好的

运行结果

点击showBanner显示一个Toast，成功的运行了动态类中的代码！

其实更好的办法就是将动态的.jar.zip.apk文件从网络上获取，安全可靠，同时本地的目标项目不需要改动代码就可以执行不同的逻辑了