Android动态加载Activity原理详解
投稿：mrr
activity的启动流程
加载一个Activity肯定不会像加载一般的类那样，因为activity作为系统的组件有自己的生命周期，有系统的很多回调控制，所以自定义一个DexClassLoader类加载器来加载插件中的Activity肯定是不可以的。
首先不得不了解一下activity的启动流程，当然只是简单的看一下，太详细的话很难研究清楚。
通过startActivity启动后，最终通过AMS进行跨进程回调到ApplicationThread的scheduleLaunchActivity，这时会创建一个ActivityClientRecord对象，这个对象表示一个Acticity以及他的相关信息，比如activityInfo字段包括了启动模式等，还有loadedApk，顾名思义指的是加载过了的APK，他会被放在一个Map中，应用包名到LoadedApk的键值对，包含了一个应用的相关信息。然后通过Handler切换到主线程执performLaunchActivity
private Activity performLaunchActivity(ActivityClientRecord r, Intent customIntent) {
ActivityInfo aInfo = r.activityInfo;
// 1.创建ActivityClientRecord对象时没有对他的packageInfo赋值，所以它是null
if (r.packageInfo == null) {
r.packageInfo = getPackageInfo(aInfo.applicationInfo, r.compatInfo, Context.CONTEXT_INCLUDE_CODE);
}
// ...
Activity activity = null;
try {
// 2.非常重要！！这个ClassLoader保存于LoadedApk对象中，它是用来加载我们写的activity的加载器
java.lang.ClassLoader cl = r.packageInfo.getClassLoader();
// 3.用加载器来加载activity类，这个会根据不同的intent加载匹配的activity
activity = 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.这里的异常也是非常非常重要的！！！后面就根据这个提示找到突破口。。。
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);
// 从这里就会执行到我们通常看到的activity的生命周期的onCreate里面
mInstrumentation.callActivityOnCreate(activity, r.state);
// 省略的是根据不同的状态执行生命周期
}
r.paused = true;
mActivities.put(r.token, r);
} catch (SuperNotCalledException e) {
throw e;
} catch (Exception e) {
// ...
}
return activity;
}
1.getPackageInfo方法最终返回一个LoadedApk对象，它会从一个HashMap的数据结构中取，mPackages维护了包名和LoadedApk的对应关系，即每一个应用有一个键值对对应。如果为null，就新创建一个LoadedApk对象，并将其添加到Map中，重点是这个对象的ClassLoader字段为null！
public final LoadedApk getPackageInfo(ApplicationInfo ai, CompatibilityInfo compatInfo,
int flags) {
// 为true
boolean 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为true
// classloader为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为true
ref = 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为null，创建一个LoadedApk，并且添加到mPackages里面
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.获取这个activity对应的类加载器，由于上面说过，mClassLoader为null，那么就会执行到ApplicationLoaders#getClassLoader(zip, libraryPath, mBaseClassLoader)方法。
public ClassLoader getClassLoader() {
synchronized (this) {
if (mClassLoader != null) {
return mClassLoader;
}
// ...
// 创建加载器，创建默认的加载器
// zip为Apk的路径，libraryPath也就是JNI的路径
mClassLoader = ApplicationLoaders.getDefault().getClassLoader(zip, libraryPath, mBaseClassLoader);
initializeJavaContextClassLoader();
StrictMode.setThreadPolicy(oldPolicy);
} else {
if (mBaseClassLoader == null) {
mClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
} else {
mClassLoader = mBaseClassLoader;
}
}
return mClassLoader;
}
}
ApplicationLoaders使用单例它的getClassLoader方法根据传入的zip路径事实上也就是Apk的路径来创建加载器，返回的是一个PathClassLoader。并且PathClassLoader只能加载安装过的APK。这个加载器创建的时候传入的是当前应用APK的路径，理所应当的，想加载其他的APK就构造一个传递其他APK的类加载器。
3.用该类加载器加载我们要启动的activity，并反射创建一个activity实例
public Activity newActivity(ClassLoader cl, String className,Intent intent) throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {
return (Activity)cl.loadClass(className).newInstance();
}
总结一下上面的思路就是,当我们启动一个activity时，通过系统默认的PathClassLoader来加载这个activity，当然默认情况下只能加载本应用里面的activity，然后就由系统调用到这个activity的生命周期中。
4.这个地方的异常在后面的示例中会出现，到时候分析到原因后就可以找出我们动态加载Activity的思路了。
动态加载Activity：修改系统类加载器
按照这个思路，做这样的一个示例，按下按钮，打开插件中的Activity。
插件项目
plugin.dl.pluginactivity
|--MainActivity.java
内容很简单，就是一个布局上面写了这是插件中的Activity!并重写了他的onStart和onDestroy方法。
public class MainActivity extends Activity {
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
// 加载到宿主程序中之后，这个R.layout.activity_main就是宿主程序中的R.layout.activity_main了
setContentView(R.layout.activity_main);
}
@Override
protected void onStart() {
super.onStart();
Toast.makeText(this,"onStart", 0).show();
}
@Override
protected void onDestroy() {
super.onDestroy();
Toast.makeText(this,"onDestroy", 0).show();
}
}
宿主项目
host.dl.hostactivity
|--MainActivity.java
包括两个按钮，第一个按钮跳转到插件中的MainActivity.java，第二个按钮调转到本应用中的MainActivity.java
private Button btn;
private Button btn1;
DexClassLoader loader;
@Override
protected 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() {
@Override
public 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() {
@Override
public void onClick(View v) {
Intent intent = new Intent(MainActivity.this, MainActivity2.class);
MainActivity.this.startActivity(intent);
}
});
首先我们要将该activity在宿主工程的额AndroidManifest里面注册。点击按钮打开插件中的activity，发现报错
java.lang.RuntimeException: Unable to instantiate activity ComponentInfo{host.dl.hostactivity/plugin.dl.pluginactivity.MainActivity}: java.lang.ClassNotFoundException: plugin.dl.pluginactivity.MainActivity
#已经使用自定义的加载器，当startActivity时为什么提示找不到插件中的activity？
前面第四点说过这个异常。其实这个异常就是在performLaunchActivity中抛出的，仔细看这个异常打印信息，发现它说plugin.dl.pluginactivity.MainActivity类找不到，可是我们不是刚刚定义了一个DexClassLoader，成功加载了这个类的吗？？怎么这里又提示这个类找不到？
实际上，确实是这样的，还记得前面说过，系统默认的类加载器PathClassLoader吗？（因为LoadedApk对象的mClassLoader变量为null，就调用到ApplicationLoaders#getClassLoader方法，即根据当前应用的路径返回一个默认的PathClassLoader），当执行到mPackages.get(aInfo.packageName);时从Map获取的LoadedApk中未指定mClassLoader，因此会使用系统默认的类加载器。于是当执行这一句 mInstrumentation.newActivity(cl, component.getClassName(), r.intent);时，由于这个类加载器找不到我们插件工程中的类，因此报错了。
现在很清楚了，原因就是使用系统默认的这个类加载器不包含插件工程路径，无法正确加载我们想要的activity造成的。
于是考虑替换系统的类加载器。
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();
}
}
这段代码的思路是将ActivityThread类中的mPackages变量中保存的以当前包名为键的LoadedApk值的mClassLoader替换成我们自定义的类加载器。当下一次要加载存放在别的地方的插件中的某个Activity时，直接在mPackages变量中能取到，因此用的就是我们修改了的类加载器了。
因此，在打开插件中的activity之前调用replaceClassLoader(loader);方法替换系统的类加载器，就可以了。
效果如下
此时发现可以启动插件中的activity，因为执行到了他的onStart方法，并且关闭的时候执行了onDestroy方法，但是奇怪的是界面上的控件貌似没有变化？和启动他的界面一模一样，还不能点击。这是什么原因呢？
显然，我们只是把插件中的MainActivity类加载过来了，当执行到他的onCreate方法时，在里面调用setContentView使用的布局参数是R.layout.activity_main，当然使用的就是当前应用的资源了！
##已经替换了系统的类加载器为什么加载本应用的activity却能正常运行？
不过在修正这个问题之前，有没有发现一个很奇怪的现象，当加载过插件中的activity后，再次启动本地的activity也是能正常启动的？这是为什么呢？前面已经替换了默认的类加载器了，并且可以在打开插件中的activity后再点击第二个按钮打开本应用的activity之前查看使用的activity，确实是我们已经替换了的类加载器。那这里为什么还能正常启动本应用的activity呢？玄机就在我们创建DexClassLoader时的第四个参数，父加载器！设置父加载器为当前类的加载器，就能保证类的双亲委派模型不被破坏，在加载类时都是先由父加载器来加载，加载不成功时在由自己加载。不信可以在new这个加载器的时候父加载器的参数设置成其他值，比如系统类加载器，那么当运行activity时肯定会报错。
接下来解决前面出现的，跳转到插件activity中界面显示不对的问题。这个现象出现的原因已经解释过了，就是因为使用了本地的资源所导致的，因此需要在setContentView时，使用插件中的资源布局。因此在插件Activity中作如下修改
public class MainActivity2 extends Activity {
private static View view;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
// 加载到宿主程序中之后，这个R.layout.activity_main就是宿主程序中的R.layout.activity_main了
// setContentView(R.layout.activity_main);
if (view != null)
setContentView(view);
}
@Override
protected void onStart() {
super.onStart();
Toast.makeText(this,"onStart", 0).show();
}
@Override
protected void onDestroy() {
super.onDestroy();
Toast.makeText(this,"onDestroy", 0).show();
}
private static void setLayout(View v){
view = v;
}
}
然后在宿主Activity中获取插件资源并将布局填充成View，然后设置给插件中的activity，作为它的ContentView的内容。
Class<!--?--> layout = loader.loadClass("plugin.dl.pluginactivity.R$layout");
Field field = layout.getField("activity_main");
Integer obj = (Integer) field.get(null);
// 使用包含插件APK的Resources对象来获取这个布局才能正确获取插件中定义的界面效果
//View view = LayoutInflater.from(MainActivity.this).inflate(resources.getLayout(obj),null);
// 或者这样，但一定要重写getResources方法，才能这样写
View view = LayoutInflater.from(MainActivity.this).inflate(obj, null);
Method method = activity.getDeclaredMethod("setLayout", View.class);
method.setAccessible(true);
method.invoke(activity, view);
完整的代码
public class MainActivity extends Activity {
private Resources resources;
protected AssetManager assetManager;
private Button btn;
private Button btn1;
DexClassLoader loader;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
btn = (Button) findViewById(R.id.btn);
btn1 = (Button) findViewById(R.id.btn1);
btn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
String dexPath = "/PluginActivity.apk";
loader = new DexClassLoader(dexPath, MainActivity.this.getApplicationInfo().dataDir, null, getClass().getClassLoader());
Class<!--?--> activity = null;
Class<!--?--> layout = null;
try {
activity = loader.loadClass("plugin.dl.pluginactivity.MainActivity");
layout = loader.loadClass("plugin.dl.pluginactivity.R$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);
// 使用包含插件APK的Resources对象来获取这个布局才能正确获取插件中定义的界面效果
View view = LayoutInflater.from(MainActivity.this).inflate(resources.getLayout(obj),null);
// 或者这样，但一定要重写getResources方法，才能这样写
// 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() {
@Override
public 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());
// 也可以根据资源获取主题
}
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();
}
}
@Override
public Resources getResources() {
return resources == null ? super.getResources() : resources;
}
@Override
public AssetManager getAssets() {
return assetManager == null ? super.getAssets() : assetManager;
}
}
动态加载Activity：使用代理
还有一种方式启动插件中的activity的方式就是将插件中的activity当做一个一般的类，不把它当成组件activity，于是在启动的时候启动一个代理ProxyActivity，它才是真正的Activity，他的生命周期由系统管理，我们在它里面调用插件Activity里的函数即可。同时，在插件Activity里面保存一个代理Activity的引用，把这个引用当做上下文环境Context理解。
这里插件Activity的生命周期函数均由代理Activity调起，ProxyActivity其实就是一个真正的我们启动的Activity，而不是启动插件中的Activity，插件中的“要启动”的Activity就当做一个很普通的类看待，当成一个包含了一些函数的普通类来理解，只是这个类里面的函数名字起的有些“奇怪”罢了。涉及到访问资源和更新UI相关的时候通过当前上下文环境，即保存的proxyActivity引用来获取。
以下面这个Demo为例
宿主项目
com.dl.host
|--MainActivity.java
|--ProxyActivity.java
MainActivity包括一个按钮，按下按钮跳转到插件Activity
public class MainActivity extends Activity{
private Button btn;
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
btn = (Button)findViewById(R.id.btn);
btn.setOnClickListener(new OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
MainActivity.this.startActivity(new Intent(MainActivity.this, ProxyActivity.class));
}
});
}
}
ProxyActivity就是我们要启动的插件Activity的一个傀儡，代理。是系统维护的Activity。
public class ProxyActivity extends Activity{
private DexClassLoader loader;
private Activity activity;
private Class<!--?--> clazz = null;
@Override
protected 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();
}
// 设置插件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();
}
}
@Override
protected void onStart() {
super.onStart();
// 调用插件activity的onStart方法
Method onStart = null;
try {
onStart = clazz.getDeclaredMethod("onStart");
onStart.setAccessible(true);
onStart.invoke(activity);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
@Override
protected void onDestroy() {
super.onStart();
// 调用插件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其实就是一个真正的Activity，我们启动的就是这个Activity，而不是插件中的Activity。
插件项目
com.dl.plugin
|--MainActivity.java
保存了一个代理Activity的引用，值得注意的是，由于访问插件中的资源需要额外的操作，要加载资源，因此这里未使用插件项目里面的资源，所以我使用代码添加的TextView，但原理和前面讲的内容是一样的。
public class MainActivity extends Activity {
private Activity proxyActivity;
public void setProxy(Activity proxyActivity) {
this.proxyActivity = proxyActivity;
}
// 里面的所有操作都由代理activity来操作
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
TextView tv = new TextView(proxyActivity);
tv.setText("插件Activity");
proxyActivity.setContentView(tv,new FrameLayout.LayoutParams(LayoutParams.WRAP_CONTENT, LayoutParams.WRAP_CONTENT));
}
@Override
protected void onStart() {
Toast.makeText(proxyActivity, "插件onStart", 0).show();
}
@Override
protected void onDestroy() {
Toast.makeText(proxyActivity, "插件onDestroy", 0).show();
}
}
这种方法相比较前面修改系统加载器的方法需要自己维护生命周期，比较麻烦，前一种方式由系统自己维护，并且启动的就是插件中实实在在的Activity。
前一种方式要在宿主的AndroidManifest里面声明插件Activity，这样当activity太多时就要声明很多，比较繁琐，不过也可以不声明逃过系统检查。后面这种方式就只需要一个代理ProxyActivity类即可。在他的onCreate里面根据传递的值选择加载插件中的哪个Activity即可。
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