Android動態載入Activity原理詳解_Android

activity的啟動流程

載入一個Activity肯定不會像載入一般的類那樣，因為activity作為系統的組件有自己的生命週期，有系統的很多回調控制，所以自訂一個DexClassLoader類載入器來載入外掛程式中的Activity肯定是不可以的。

首先不得不瞭解一下activity的啟動流程，當然只是簡單的看一下，太詳細的話很難研究清楚。

通過startActivity啟動後，最終通過AMS進行跨進程回調到ApplicationThread的scheduleLaunchActivity，這時會建立一個ActivityClientRecord對象，這個對象表示一個Acticity以及他的相關資訊，比如activityInfo欄位包括了啟動模式等，還有loadedApk，顧名思義指的是載入過了的APK，他會被放在一個Map中，應用程式套件名到LoadedApk的索引值對，包含了一個應用的相關資訊。然後通過Handler切換到主線程執performLaunchActivity

private Activity performLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) {ActivityInfo aInfo = r.activityInfo;// 1.建立ActivityClientRecord對象時沒有對他的packageInfo賦值，所以它是nullif (r.packageInfo == null) {r.packageInfo = getPackageInfo(aInfo.applicationInfo, r.compatInfo, Context.CONTEXT_INCLUDE_CODE);}// ...Activity activity = null;try {// 2.非常重要！！這個ClassLoader儲存於LoadedApk對象中，它是用來載入我們寫的activity的載入器java.lang.ClassLoader cl = r.packageInfo.getClassLoader();// 3.用載入器來載入activity類，這個會根據不同的intent載入匹配的activityactivity = mInstrumentation.newActivity(cl, component.getClassName(), r.intent);StrictMode.incrementExpectedActivityCount(activity.getClass());r.intent.setExtrasClassLoader(cl);if (r.state != null) {r.state.setClassLoader(cl);}} catch (Exception e) {// 4.這裡的異常也是非常非常重要的！！！後面就根據這個提示找到突破口。。。if (!mInstrumentation.onException(activity, e)) {throw new RuntimeException("Unable to instantiate activity " + component+ ": " + e.toString(), e);}}if (activity != null) {Context appContext = createBaseContextForActivity(r, activity);CharSequence title = r.activityInfo.loadLabel(appContext.getPackageManager());Configuration config = new Configuration(mCompatConfiguration);// 從這裡就會執行到我們通常看到的activity的生命週期的onCreate裡面mInstrumentation.callActivityOnCreate(activity, r.state);// 省略的是根據不同的狀態執行生命週期}r.paused = true;mActivities.put(r.token, r);} catch (SuperNotCalledException e) {throw e;} catch (Exception e) {// ...}return activity;}

1.getPackageInfo方法最終返回一個LoadedApk對象，它會從一個HashMap的資料結構中取，mPackages維護了包名和LoadedApk的對應關係，即每一個應用有一個索引值對對應。如果為null，就新建立一個LoadedApk對象，並將其添加到Map中，重點是這個對象的ClassLoader欄位為null！

public final LoadedApk getPackageInfo(ApplicationInfo ai, CompatibilityInfo compatInfo,int flags) {// 為trueboolean includeCode = (flags&Context.CONTEXT_INCLUDE_CODE) != 0;boolean securityViolation = includeCode && ai.uid != 0&& ai.uid != Process.SYSTEM_UID && (mBoundApplication != null? !UserHandle.isSameApp(ai.uid, mBoundApplication.appInfo.uid): true);// ...// includeCode為true// classloader為null！！！return getPackageInfo(ai, compatInfo, null, securityViolation, includeCode);}private LoadedApk getPackageInfo(ApplicationInfo aInfo, CompatibilityInfo compatInfo,ClassLoader baseLoader, boolean securityViolation, boolean includeCode) {synchronized (mPackages) {WeakReference<loadedapk> ref;if (includeCode) {// includeCode為trueref = mPackages.get(aInfo.packageName);} else {ref = mResourcePackages.get(aInfo.packageName);}LoadedApk packageInfo = ref != null ? ref.get() : null;if (packageInfo == null || (packageInfo.mResources != null && !packageInfo.mResources.getAssets().isUpToDate())) {if (localLOGV) // ...// packageInfo為null，建立一個LoadedApk，並且添加到mPackages裡面packageInfo = new LoadedApk(this, aInfo, compatInfo, this, baseLoader, securityViolation, includeCode &&(aInfo.flags&ApplicationInfo. ) != 0);if (includeCode) {mPackages.put(aInfo.packageName, new WeakReference<loadedapk>(packageInfo));} else {mResourcePackages.put(aInfo.packageName, new WeakReference<loadedapk>(packageInfo));}}return packageInfo;}}</loadedapk></loadedapk></loadedapk>

2.擷取這個activity對應的類載入器，由於上面說過，mClassLoader為null，那麼就會執行到ApplicationLoaders#getClassLoader(zip, libraryPath, mBaseClassLoader)方法。

public ClassLoader getClassLoader() {synchronized (this) {if (mClassLoader != null) {return mClassLoader;}// ...// 建立載入器，建立預設的載入器// zip為Apk的路徑，libraryPath也就是JNI的路徑mClassLoader = ApplicationLoaders.getDefault().getClassLoader(zip, libraryPath, mBaseClassLoader);initializeJavaContextClassLoader();StrictMode.setThreadPolicy(oldPolicy);} else {if (mBaseClassLoader == null) {mClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();} else {mClassLoader = mBaseClassLoader;}}return mClassLoader;}}

ApplicationLoaders使用單例它的getClassLoader方法根據傳入的zip路徑事實上也就是Apk的路徑來建立載入器，返回的是一個PathClassLoader。並且PathClassLoader只能載入安裝過的APK。這個載入器建立的時候傳入的是當前應用APK的路徑，理所應當的，想載入其他的APK就構造一個傳遞其他APK的類載入器。

3.用該類載入器載入我們要啟動的activity，並反射建立一個activity執行個體

public Activity newActivity(ClassLoader cl, String className,Intent intent) throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {return (Activity)cl.loadClass(className).newInstance();}

總結一下上面的思路就是,當我們啟動一個activity時，通過系統預設的PathClassLoader來載入這個activity，當然預設情況下只能載入本應用裡面的activity，然後就由系統調用到這個activity的生命週期中。

4.這個地方的異常在後面的樣本中會出現，到時候分析到原因後就可以找出我們動態載入Activity的思路了。

動態載入Activity：修改系統類別載入器

按照這個思路，做這樣的一個樣本，按下按鈕，開啟外掛程式中的Activity。

外掛程式項目

plugin.dl.pluginactivity

|--MainActivity.java

內容很簡單，就是一個布局上面寫了這是外掛程式中的Activity!並重寫了他的onStart和onDestroy方法。

public class MainActivity extends Activity {@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);// 載入到宿主程式中之後，這個R.layout.activity_main就是宿主程式中的R.layout.activity_main了setContentView(R.layout.activity_main);}@Overrideprotected void onStart() {super.onStart();Toast.makeText(this,"onStart", 0).show();}@Overrideprotected void onDestroy() {super.onDestroy();Toast.makeText(this,"onDestroy", 0).show();}}

宿主專案

host.dl.hostactivity

|--MainActivity.java

包括兩個按鈕，第一個按鈕跳轉到外掛程式中的MainActivity.java，第二個按鈕調轉到本應用中的MainActivity.java

private Button btn;private Button btn1;DexClassLoader loader;@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);btn = (Button) findViewById(R.id.btn);btn1 = (Button) findViewById(R.id.btn1);btn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {@Overridepublic void onClick(View v) {Class activity = null;String dexPath = "/PluginActivity.apk";loader = new DexClassLoader(dexPath, MainActivity.this.getApplicationInfo().dataDir, null, getClass().getClassLoader());try {activity = loader.loadClass("plugin.dl.pluginactivity.MainActivity");}catch (ClassNotFoundException e) {Log.i("MainActivity", "ClassNotFoundException");}Intent intent = new Intent(MainActivity.this, activity);MainActivity.this.startActivity(intent);}});btn1.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {@Overridepublic void onClick(View v) {Intent intent = new Intent(MainActivity.this, MainActivity2.class);MainActivity.this.startActivity(intent);}});

首先我們要將該activity在宿主工程的額AndroidManifest裡面註冊。點擊按鈕開啟外掛程式中的activity，發現報錯

java.lang.RuntimeException: Unable to instantiate activity ComponentInfo{host.dl.hostactivity/plugin.dl.pluginactivity.MainActivity}: java.lang.ClassNotFoundException: plugin.dl.pluginactivity.MainActivity

#已經使用自訂的載入器，當startActivity時為什麼提示找不到外掛程式中的activity？

前面第四點說過這個異常。其實這個異常就是在performLaunchActivity中拋出的，仔細看這個異常列印資訊，發現它說plugin.dl.pluginactivity.MainActivity類找不到，可是我們不是剛剛定義了一個DexClassLoader，成功載入了這個類的嗎？？怎麼這裡又提示這個類找不到？

實際上，確實是這樣的，還記得前面說過，系統預設的類載入器PathClassLoader嗎？（因為LoadedApk對象的mClassLoader變數為null，就調用到ApplicationLoaders#getClassLoader方法，即根據當前應用的路徑返回一個預設的PathClassLoader），當執行到mPackages.get(aInfo.packageName);時從Map擷取的LoadedApk中未指定mClassLoader，因此會使用系統預設的類載入器。於是當執行這一句 mInstrumentation.newActivity(cl, component.getClassName(), r.intent);時，由於這個類載入器找不到我們外掛程式工程中的類，因此報錯了。

現在很清楚了，原因就是使用系統預設的這個類載入器不包含外掛程式工程路徑，無法正確載入我們想要的activity造成的。

於是考慮替換系統的類載入器。

private void replaceClassLoader(DexClassLoader loader) {try {Class clazz_Ath = Class.forName("android.app.ActivityThread");Class clazz_LApk = Class.forName("android.app.LoadedApk");Object currentActivityThread = clazz_Ath.getMethod("currentActivityThread").invoke(null);Field field1 = clazz_Ath.getDeclaredField("mPackages");field1.setAccessible(true);Map mPackages = (Map) field1.get(currentActivitead);String packageName = MainActivity.this.getPackageName();WeakReference ref = (WeakReference) mPackages.get(packageName);Field field2 = clazz_LApk.getDeclaredField("mClassLoader");field2.setAccessible(true);field2.set(ref.get(), loader);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}

這段代碼的思路是將ActivityThread類中的mPackages變數中儲存的以當前包名為鍵的LoadedApk值的mClassLoader替換成我們自訂的類載入器。當下一次要載入存放在別的地方的外掛程式中的某個Activity時，直接在mPackages變數中能取到，因此用的就是我們修改了的類載入器了。
因此，在開啟外掛程式中的activity之前調用replaceClassLoader(loader);方法替換系統的類載入器，就可以了。

效果如下

此時發現可以啟動外掛程式中的activity，因為執行到了他的onStart方法，並且關閉的時候執行了onDestroy方法，但是奇怪的是介面上的控制項貌似沒有變化？和啟動他的介面一模一樣，還不能點擊。這是什麼原因呢？

顯然，我們只是把外掛程式中的MainActivity類載入過來了，當執行到他的onCreate方法時，在裡面調用setContentView使用的布局參數是R.layout.activity_main，當然使用的就是當前應用的資源了！

##已經替換了系統的類載入器為什麼載入本應用的activity卻能正常運行？

不過在修正這個問題之前，有沒有發現一個很奇怪的現象，當載入過外掛程式中的activity後，再次啟動本地的activity也是能正常啟動的？這是為什麼呢？前面已經替換了預設的類載入器了，並且可以在開啟外掛程式中的activity後再點擊第二個按鈕開啟本應用的activity之前查看使用的activity，確實是我們已經替換了的類載入器。那這裡為什麼還能正常啟動本應用的activity呢？玄機就在我們建立DexClassLoader時的第四個參數，父載入器！設定父載入器為當前類的載入器，就能保證類的雙親委派模型不被破壞，在載入類時都是先由父載入器來載入，載入不成功時在由自己載入。不信可以在new這個載入器的時候父載入器的參數設定成其他值，比如系統類別載入器，那麼當運行activity時肯定會報錯。

接下來解決前面出現的，跳轉到外掛程式activity中介面顯示不對的問題。這個現象出現的原因已經解釋過了，就是因為使用了本地的資源所導致的，因此需要在setContentView時，使用外掛程式中的資源布局。因此在外掛程式Activity中作如下修改

public class MainActivity2 extends Activity {private static View view;@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);// 載入到宿主程式中之後，這個R.layout.activity_main就是宿主程式中的R.layout.activity_main了// setContentView(R.layout.activity_main);if (view != null)setContentView(view);}@Overrideprotected void onStart() {super.onStart();Toast.makeText(this,"onStart", 0).show();}@Overrideprotected void onDestroy() {super.onDestroy();Toast.makeText(this,"onDestroy", 0).show();}private static void setLayout(View v){view = v;}}

然後在宿主Activity中擷取外掛程式資源並將布局填充成View，然後設定給外掛程式中的activity，作為它的ContentView的內容。

Class<!--?--> layout = loader.loadClass("plugin.dl.pluginactivity.R$layout");Field field = layout.getField("activity_main");Integer obj = (Integer) field.get(null);// 使用包含外掛程式APK的Resources對象來擷取這個布局才能正確擷取外掛程式中定義的介面效果//View view = LayoutInflater.from(MainActivity.this).inflate(resources.getLayout(obj),null);// 或者這樣，但一定要重寫getResources方法，才能這樣寫View view = LayoutInflater.from(MainActivity.this).inflate(obj, null);Method method = activity.getDeclaredMethod("setLayout", View.class);method.setAccessible(true);method.invoke(activity, view);

完整的代碼

public class MainActivity extends Activity {private Resources resources;protected AssetManager assetManager;private Button btn;private Button btn1;DexClassLoader loader;@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);btn = (Button) findViewById(R.id.btn);btn1 = (Button) findViewById(R.id.btn1);btn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {@Overridepublic void onClick(View v) {String dexPath = "/PluginActivity.apk";loader = new DexClassLoader(dexPath, MainActivity.this.getApplicationInfo().dataDir, null, getClass().getClassLoader());Class<!--?--> activity = null;Class<!--?--> layout = null;try {activity = loader.loadClass("plugin.dl.pluginactivity.MainActivity");layout = loader.loadClass("plugin.dl.pluginactivity.R$layout");}catch (ClassNotFoundException e) {Log.i("MainActivity", "ClassNotFoundException");}replaceClassLoader(loader);loadRes(dexPath);try {Field field = layout.getField("activity_main");Integer obj = (Integer) field.get(null);// 使用包含外掛程式APK的Resources對象來擷取這個布局才能正確擷取外掛程式中定義的介面效果View view = LayoutInflater.from(MainActivity.this).inflate(resources.getLayout(obj),null);// 或者這樣，但一定要重寫getResources方法，才能這樣寫// View view = LayoutInflater.from(MainActivity.this).inflate(obj, null);Method method = activity.getDeclaredMethod("setLayout", View.class);method.setAccessible(true);method.invoke(activity, view);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}Intent intent = new Intent(MainActivity.this, activity);MainActivity.this.startActivity(intent);}});btn1.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {@Overridepublic void onClick(View v) {Intent intent = new Intent(MainActivity.this, MainActivity2.class);MainActivity.this.startActivity(intent);}});}public void loadRes(String path){try {assetManager = AssetManager.class.newInstance();Method addAssetPath = AssetManager.class.getMethod("addAssetPath", String.class);addAssetPath.invoke(assetManager, path);} catch (Exception e) {}resources = new Resources(assetManager, super.getResources().getDisplayMetrics(), super.getResources().getConfiguration());// 也可以根據資源擷取主題}private void replaceClassLoader(DexClassLoader loader){try {Class clazz_Ath = Class.forName("android.app.ActivityThread");Class clazz_LApk = Class.forName("android.app.LoadedApk");Object currentActivityThread = clazz_Ath.getMethod("currentActivityThread").invoke(null);Field field1 = clazz_Ath.getDeclaredField("mPackages");field1.setAccessible(true);Map mPackages = (Map)field1.get(currentActivityThread);String packageName = MainActivity.this.getPackageName();WeakReference ref = (WeakReference) mPackages.get(packageName);Field field2 = clazz_LApk.getDeclaredField("mClassLoader");field2.setAccessible(true);field2.set(ref.get(), loader);} catch (Exception e){System.out.println("-------------------------------------" + "click");e.printStackTrace();}}@Overridepublic Resources getResources() {return resources == null ? super.getResources() : resources;}@Overridepublic AssetManager getAssets() {return assetManager == null ? super.getAssets() : assetManager;}}

動態載入Activity：使用代理

還有一種方式啟動外掛程式中的activity的方式就是將外掛程式中的activity當做一個一般的類，不把它當成組件activity，於是在啟動的時候啟動一個代理ProxyActivity，它才是真正的Activity，他的生命週期由系統管理，我們在它裡面調用外掛程式Activity裡的函數即可。同時，在外掛程式Activity裡面儲存一個代理Activity的引用，把這個引用當做上下文環境Context理解。

這裡外掛程式Activity的生命週期函數均由代理Activity調起，ProxyActivity其實就是一個真正的我們啟動的Activity，而不是啟動外掛程式中的Activity，外掛程式中的“要啟動”的Activity就當做一個很普通的類看待，當成一個包含了一些函數的普通類來理解，只是這個類裡面的函數名字起的有些“奇怪”罷了。涉及到訪問資源和更新UI相關的時候通過當前上下文環境，即儲存的proxyActivity引用來擷取。

以下面這個Demo為例

宿主專案

com.dl.host

|--MainActivity.java

|--ProxyActivity.java

MainActivity包括一個按鈕，按下按鈕跳轉到外掛程式Activity

public class MainActivity extends Activity{private Button btn;@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);setContentView(R.layout.activity_main);btn = (Button)findViewById(R.id.btn);btn.setOnClickListener(new OnClickListener() {@Overridepublic void onClick(View v) {MainActivity.this.startActivity(new Intent(MainActivity.this, ProxyActivity.class));}});}}

ProxyActivity就是我們要啟動的外掛程式Activity的一個傀儡，代理。是系統維護的Activity。

public class ProxyActivity extends Activity{private DexClassLoader loader;private Activity activity;private Class<!--?--> clazz = null;@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {super.onCreate(savedInstanceState);loader = new DexClassLoader("/Plugin.apk", getApplicationInfo().dataDir, null, getClass().getClassLoader());try {clazz = loader.loadClass("com.dl.plugin.MainActivity");} catch (ClassNotFoundException e) {e.printStackTrace();}// 設定外掛程式activity的代理try {Method setProxy = clazz.getDeclaredMethod("setProxy", Activity.class);setProxy.setAccessible(true);activity = (Activity)clazz.newInstance();setProxy.invoke(activity, this);Method onCreate = clazz.getDeclaredMethod("onCreate", Bundle.class);onCreate.setAccessible(true);onCreate.invoke(activity, savedInstanceState);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}@Overrideprotected void onStart() {super.onStart();// 調用外掛程式activity的onStart方法Method onStart = null;try {onStart = clazz.getDeclaredMethod("onStart");onStart.setAccessible(true);onStart.invoke(activity);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}@Overrideprotected void onDestroy() {super.onStart();// 調用外掛程式activity的onDestroy方法Method onDestroy = null;try {onDestroy = clazz.getDeclaredMethod("onDestroy");onDestroy.setAccessible(true);onDestroy.invoke(activity);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}}

可以看到，ProxyActivity其實就是一個真正的Activity，我們啟動的就是這個Activity，而不是外掛程式中的Activity。

外掛程式項目

com.dl.plugin

|--MainActivity.java

儲存了一個代理Activity的引用，值得注意的是，由於訪問外掛程式中的資源需要額外的操作，要載入資源，因此這裡未使用外掛程式項目裡面的資源，所以我使用代碼添加的TextView，但原理和前面講的內容是一樣的。

public class MainActivity extends Activity {private Activity proxyActivity;public void setProxy(Activity proxyActivity) { this.proxyActivity = proxyActivity;}// 裡面的所有操作都由代理activity來操作@Overrideprotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {TextView tv = new TextView(proxyActivity);tv.setText("外掛程式Activity");proxyActivity.setContentView(tv,new FrameLayout.LayoutParams(LayoutParams.WRAP_CONTENT, LayoutParams.WRAP_CONTENT));}@Overrideprotected void onStart() {Toast.makeText(proxyActivity, "外掛程式onStart", 0).show();}@Overrideprotected void onDestroy() {Toast.makeText(proxyActivity, "外掛程式onDestroy", 0).show();}}

這種方法相比較前面修改系統載入器的方法需要自己維護生命週期，比較麻煩，前一種方式由系統自己維護，並且啟動的就是外掛程式中實實在在的Activity。

前一種方式要在宿主的AndroidManifest裡面聲明外掛程式Activity，這樣當activity太多時就要聲明很多，比較繁瑣，不過也可以不聲明逃過系統檢查。後面這種方式就只需要一個代理ProxyActivity類即可。在他的onCreate裡面根據傳遞的值選擇載入外掛程式中的哪個Activity即可。