59. Instant Run 筆記

1.現象

1. 打開 Instant Run，首次運作，會用到 Transform API 修改位元組碼。

2. 會輸出 Instant Run 産出的相關類，在 Application/build/incremental/transforms/instantRun/debug/folders/1/5。

59. Instant Run 筆記

3. 所有源碼中的方法：都會加上 $change 代碼段，$change 是 IncrementalChange 接口類型。會判斷是否為 null，不為 null，然後調用 $change 的

access$dispatch

。參數為方法簽名字元串和方法參數數組，否則調用原邏輯。

59. Instant Run 筆記

4. 後面的運作：會生成更新檔類 dex。輸出目錄為：Application/build/incremental/transforms/instantRun/debug/folders/4000。

59. Instant Run 筆記

5. 該目錄中會有你修改類的 $override 類。比如修改了 MainActivity 的源代碼，就會生成 A$override implements IncrementalChange 類。

59. Instant Run 筆記

6. 然後，IncrementalChange 是接口，得實作 IncrementalChange 接口的

access$dispatch

方法，然後根據第 3. 傳來的方法簽名和參數調用改方法。

7. 最後會在 3. 那的 $change 修改為 MainActivity$change（例子），這樣不為 null 的話，就會走到 A$change.access$dispatch 達到 Hook Fix 效果。

8. 4000/5/xxx/com/android/tools/fd/runtime/ 中，會找到 AppPatchesLoaderImpl 類，該類記錄了所有改動類。也繼承了 AbstractPatchesLoaderImpl。

59. Instant Run 筆記

總結現象

1. 為生成的 class 添加 $change 占位字段。

2. $change 未來可能賦的值是，通過 AppPatchesLoaderImpl 内的記錄非第一次運作後的所有改動類，然後供

load

方法支援設定被修改原類 $change 字段，當收到更新檔通知時，隻需建立一個 DexClassLoader，去反射加載更新檔 dex 中的 AppPatchesLoaderImpl 類，調用

load

方法即可，

load

方法中會去加載全部更新檔類，并指派給對應原類的 $change。

替換 BootstrapApplication 為 RealApplication

Instant Run 的項目，建構的 Application 不是項目的 RealApplication，而是 BootstrapApplication。隻是被後來 Hook 替換為 RealApplication 了。

在 Application/build/incremental/bundles/debug/instant-run/AndroidManifest.xml 可以檢視到替換後的 xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<manifest xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    package="com.camnter.instantrunresearch"
    android:versionCode="1"
    android:versionName="1.0" >

    <uses-sdk
        android:minSdkVersion="14"
        android:targetSdkVersion="25" />

    <application
        android:name="com.android.tools.fd.runtime.BootstrapApplication"
        android:allowBackup="true"
        android:icon="@mipmap/ic_launcher"
        android:label="@string/app_name"
        android:supportsRtl="true"
        android:theme="@style/AppTheme" >
        <activity android:name="com.camnter.instantrunresearch.MainActivity" >
            <intent-filter>
                <action android:name="android.intent.action.MAIN" />

                <category android:name="android.intent.category.LAUNCHER" />
            </intent-filter>
        </activity>
    </application>

</manifest>

1. 會執行 BootstrapApplication 的 attachBaseContext。

2. attachBaseContext 的

createResources(...)

，主要是判斷資源 resource.ap_ 是否改變，然後儲存 resource.ap_ 的路徑到 externalResourcePath 中。

3. attachBaseContext 的

setupClassLoaders(...)

。進行對 Application 的 ClassLoader.parent 的 Hook 操作。Hook 為插件的 DexClassLoader（IncrementalClassLoader），這裡封裝了一個 IncrementalClassLoader 就可以通過 nativeLibraryPath 路徑加載 dex。然後替換 Application 的 ClassLoader.parent 為 IncrementalClassLoader。将 PathClassLoader -> BootClassLoader 轉換為 PathClassLoader -> IncrementalClassLoader -> BootClassLoader。

4. attachBaseContext 的

createRealApplication(...)

。會通過動态生成的 AppInfo 拿到 App 自定義的 RealApplication name。假如有自定義的 RealApplication，反射拿到自定義的 RealApplication。

5. 因為 XML 内的替換為 BootstrapApplication，App 實際上是執行個體化的是 BootstrapApplication。然而，我們期望在的行為自定義在 RealApplication。

6. 是以，會在

attachBaseContext(...)

内拿到 3. 反射得到的自定義 RealApplication。然後再反射調用自定義

RealApplication.attachBaseContext(...)

完成自定義行為。其實，也是反射代理。

7. 執行 BootstrapApplication 的

attachBaseContext

之後，會執行到 BootstrapApplication 的

onCreate

。

8. BootstrapApplication 的

onCreate

主要分為三個子產品：

- - 8.1 替換 ActivityThread 内所有的 BootstrapApplication 為 RealApplication。

- - 8.2 如果 resource.ap_ 檔案有改變，那麼建立一個 AssetManager 對象 newAssetManager，然後用 newAssetManager 對象替換所有目前 Resource、Resource.Theme 的 mAssets 成員變量。

- - 8.3 如果目前的已經有 Activity 啟動了，還需要替換所有 Activity 中 mAssets 成員變量。

- - 8.4 啟動 Server，開啟 Socket，開始讀取資料，當讀到 MESSAGE_PATCHES 時，擷取代碼變化的 ApplicationPatch 清單，然後調用

handlePatches

來處理代碼的變化，執行熱溫冷部署的分發。

BootstrapApplication

1. createResources: 建立資源 - 本質就是 copy resources.ap_：

- - 1.1 /data/data/…/files/instant-run/inbox/resources.ap_ 是否存在。

- - 1.2 存在的話，複制到 /data/data/…/files/instant-run/left(or right)/resources.ap_ 下。

- - 1.3 判斷是否複制成功，即有檔案。

- - 1.4 判斷 2. 路徑下的 resources.ap_ 是否沒被修改（ 0L = 不存在），并且如果資源檔案的修改時間小于 APP 的 APK 修改時間的話，那麼說明這是一個舊的資源檔案（失效的舊的 resources.ap_ ），應該忽略（ externalResourcePath = null ）。

2. setupClassLoaders: HOOK BootstrapApplication 的 ClassLoader 的類加載機制：

- - 2.1 擷取 /data/data/…/files/instant-run/dex 下的所有 .dex 路徑（ List ）。

- - 2.2 如果有 dex 路徑 List 沒有内容，直接 return。

- - 2.3 擷取加載 BootstrapApplication 的 ClassLoader。

- - 2.4 反射該 ClassLoader 的 getLdLibraryPath 方法拿到 nativeLibraryPath。

- - - - 2.4.1 如果成功，則直接複制給 nativeLibraryPath。

- - - - 2.4.2 如果失敗，捕獲異常，列印 Log 後，設定 nativeLibraryPath = /data/data/…/lib。

- - 2.5 調用了靜态方法 IncrementalClassLoader.inject(….) 後，直接 HOOK 了該 ClassLoader 的加載模式為：BootClassLoader -> incrementalClassLoader -> classLoader。

- - 2.6 這樣的話 BootstrapApplication 的 ClassLoader 的加載 Class 機制就會先走插件 incrementalClassLoader。

3. createRealApplication: 建立真正的 Application（ App 内自定義的 Application ）：

- - 3.1 AppInfo 中取出，真正 Application 的 packageName，forName(…) 執行個體化一個 Class

MonkeyPatcher

1. monkeyPatchApplication（ Hook BootstrapApplication ）：

- - 1.1 Hook 掉 ActivityThread 内的所有 BootstrapApplication 為 RealApplication。

- - 1.2 Hook 掉 ActivityThread 内的所有 LoadedApk 内部的：

- - - - 1.2.1 BootstrapApplication 為 RealApplication。

- - - - 1.2.2 mResDir 為 externalResourceFile。

2. monkeyPatchExistingResources（加載更新檔資源，并 Hook 進 App 内）：

- - 2.1 反射調用 AssetManager.addAssetPath 方法加載更新檔資源。

- - 2.2 Hook Resource or ResourcesImpl 中的 mAssets，Hook 為更新檔資源。

- - 2.3 Hook Resource or ResourcesImpl 内 Theme or ThemeImpl 中的 mAssets，Hook 為更新檔資源。

- - 2.4 Hook Activity（ ContextThemeWrapper ）的 initializeTheme 方法去初始化 Theme。

- - 2.5 如果 < 7.0，先 Hook AssetManager 的 createTheme 方法去建立一個更新檔 Theme。然後 Hook Activity 的 Theme 的 mTheme Field 為更新檔 Theme。

- - 2.6 調用 pruneResourceCaches(@NonNull Object resources) 方法去删除資源緩存。

3. pruneResourceCache（由于 hook 進來了 newAssetManager，是以需要把原來運作 Activity 的資源緩存清空）：

- - 3.1 删除 Resource 内部的 TypedArrayPool 的資源緩存。

- - 3.2 删除 Resource 圖檔、動畫、顔色等資源緩存。

- - 3.3 删除 ResourceImpl 圖檔、動畫、顔色等資源緩存。

IncrementalClassLoader

可以了解 IncrementalClassLoader 就是插件 class 的 classLoader

1. 提供了靜态方法 inject(ClassLoader classLoader,String nativeLibraryPath,String codeCacheDir,List dexes) 友善将目标 classLoader 的 parent 替換為 IncrementalClassLoader。

2. 這樣的話 parent 的父加載的 class 和 res 就走的是 IncrementalClassLoader 的加載。BootClassLoader -> classLoader 就會變為 BootClassLoader -> IncrementalClassLoader -> classLoader。

3. 然而 IncrementalClassLoader 的加載的邏輯又靠 DelegateClassLoader。DelegateClassLoader 是 BaseDexClassLoader 的子類，覆寫了 findClass 方法，但是，隻是為了打點 Log。

Server

handle(DataInputStream input, DataOutputStream output)：

1. 資源校驗（ res/resources.ap_ ）。

2. 處理更新檔：

- - 2.1 dex 結尾的格式，就執行 handleColdSwapPatch(…) 冷部署。

- - 2.2 dex 結尾的格式并且名字為 “classes.dex.3” 則記錄為熱部署。

- - 2.3 名字為 “classes.dex.3” 直接執行熱部署 handleHotSwapPatch(…)。

- - 2.4 “res/resources.ap_” 那麼直接處理資源更新檔 handleResourcePatch(…)。

- - 2.5：

- - - - 2.5.1 溫部署加載更新檔（處理資源更新檔）：調用 FileManager.writeAaptResources(…) 處理資源更新檔。

- - - - 2.5.2 熱部署加載更新檔：

- - - - - - 2.5.2.1 将更新檔檔案儲存為 /data/data/…/files/instant-run/dex-temp/reload0x?04x.dex。

- - - - - - 2.5.2.2 然後通過此 dex 去建立一個 DexClassLoader。

- - - - - - 2.5.2.3 通過建立的 DexClassLoader 去尋找内部的 AppPatchesLoaderImpl 類。

- - - - - - 2.5.2.4 進而擷取 getPatchedClasses 方法，得到 String[] classes。

- - - - - - 2.5.2.5 然後打 String[] classes 的 Log。

- - - - - - 2.5.2.6 AppPatchesLoaderImpl 向上轉為 PatchesLoader 類型。

- - - - - - 2.5.2.7 調用（ AppPatchesLoaderImpl ）PatchesLoader.load() 方法打上 $override 和 $change 标記位。

- - - - 2.5.3 冷部署加載更新檔：

- - - - - - 2.5.3.1 判斷更新檔是否是 slice- 開頭。

- - - - - - 2.5.3.2 将更新檔儲存在 /data/data/…/files/instant-run/dex/ 目錄下。

3. 重新開機流程處理：

- - 3.1 熱部署：如果更新模式是 None 或者熱部署。如果要顯示 toast。擷取前台 Activity，然後用前台 Activity 顯示 toast，然後傳回。

- - 3.2 冷部署：

- - - - 3.2.1 擷取所有沒有 paused 的 Activity。

- - - - 3.2.2 擷取外部資源檔案路徑 /data/data/…/files/instant-run/left(right)/resources.ap_。

- - - - 3.2.3 如果不存在資源檔案：MonkeyPatcher.monkeyPatchApplication + MonkeyPatcher.monkeyPatchExistingResources；如果存在存在資源檔案：設定更新模式 - 冷部署。

- - 3.3 溫部署：

- - - - 3.3.1 先拿到前台顯示的 Activity。

- - - - 3.3.2 如果是溫部署：

- - - - - - 3.3.2.1 然後反射擷取 onHandleCodeChange 方法，進而傳入 0L 為參數，進行反射調用。

- - - - - - 3.3.2.2 如果，剛才的 handledRestart 标記為 true，那麼繼續顯示 toast，然後重新開機 Activity 後傳回。

- - - - - - 3.3.2.3 最後将更新模式設定為冷部署。

- - - - 3.3.3 判斷更新模式如果是冷部署則傳回（證明沒成功調用 onHandleCodeChange ）。

Restarter

1. restartActivityOnUiThread：隻在 UiThread 線程執行 updateActivity(…)

2. restartActivity：重新開機 Activity。

- - 2.1 拿到該 Activity 的最頂層 Parent Activity。

- - 2.2 然後用最頂層 Parent Activity 執行 recreate 方法。

3. restartApp：重新開機 App。

- - 3.1 判斷 activities 是否沒有内容。

- - - - 3.1.1 沒有的話，這個方法就不做任何事情。

- - - - 3.1.2 有的話，繼續。

- - 3.2 擷取前台 Activity。

- - - - 3.2.1 前台 Activity 為 null，那麼就拿到 activities 的第一個 Activity 打 Toast，然後直接關閉 App（殺死程序）。

- - - - 3.2.2 前台 Activity 為存在，那麼就拿前台 Activity 打 Toast，然後繼續。

- - 3.3 定制了一個 PendingIntent 是為了在未來打開這個前台 Activity。

- - 3.4 擷取 AlarmManager，設定定時任務，再未來的 100ms 後，通過 PendingIntent 打開這個前台 Activity。

- - 3.5 殺死程序，等待 3.4 的定時任務執行，并打開前台 Activity，實作重新開機 App 的效果。

4. showToast：顯示 toast。

- - 4.1 嘗試擷取 activity 的 base context。

4.1.1 拿不到的話，return。

- - 4.2 如果如果 Toast 的内容大于 60 或者有換行（ \n ），那麼持續時間長。否則，短。

- - 4.3 調用 Toast.makeText(…).show() 顯示 Toast。

5. getForegroundActivity：擷取前台顯示的 Activity，也就是擷取全部沒有 paused 的 Activity，然後從這個取第一個。

6. getActivities：擷取沒有 paused 的 Activity。

- - 6.1 反射擷取 ActivityThread 的 mActivities Field。

- - 6.2 擷取 mActivities 的值，根據版本相容：

- - - - 6.2.1 拿不到的話，return。

- - - - 6.2.2 如果 > 4.4 && 是 ArrayMap 的話，轉。

- - - - 6.2.3 都不是的話，會傳回初始化好，沒内容的 list。

- - 6.3 周遊 mActivities 值，拿到每一個 ActivityRecord。

- - - - 6.3.1 判斷是否是 foregroundOnly：

- - - - - - 6.3.1.1 true 的話，過濾出 ActivityRecord 的 paused == true 的 ActivityRecord。

- - - - - - 6.3.1.2 false 的話，不走過濾邏輯。

- - 6.4 然後反射 3. 下來的 ActivityRecord 的 activity Field。

- - 6.5 拿到 ActivityRecord 的 activity Field 的值，添加到 list 裡。

7. updateActivity：調用 restartActivity 重新開機 Activity。

8. showToastWhenPossible：如果可能的話，顯示 Toast。

- - 8.1 擷取前台 Activity。

- - 8.2 如果拿到了，就調用 Restarter.showToast(…)；如果沒拿到，進入重試方法 showToastWhenPossible(…)，根據重試次數，不斷嘗試顯示 Toast。

9. showToastWhenPossible：重試顯示 Toast 方法，根據重試次數，不斷嘗試顯示 Toast。

- - 9.1 先執行個體化一個主線程 Handler，用于與主線程通信（現在 Toast ）。

- - 9.2 然後希望在主線程執行的任務 Runnable 内，拿到擷取前台顯示 Activity。

- - - - 9.2.1 如果此次拿到了，直接調用 showToast(…) 方法顯示 Toast。

- - - - 9.2.2 如果此次拿不到，那麼遞歸到下次，繼續嘗試拿，一直遞歸到重試次數大于 0 為止。

FileManager

1. checkInbox：複制資源檔案 resources.ap_（主要用于建立資源）。

- - 1.1 判斷 /data/data/( applicationId )/files/instant-run/inbox/resources.ap_ 是否存在。

- - 1.2 存在的話，複制到 /data/data/…/files/instant-run/left(or right)/resources.ap_ 下。

2. getDexList：擷取 /data/data/( applicationId )/files/instant-run/dex 的 .dex 路徑集合( 主要用于 HOOK BootstrapApplication 的 ClassLoader 的類加載機制 )。

- - 2.1 擷取 /data/data/( applicationId )/files/instant-run/dex-temp 檔案夾下，最近修改的.dex 檔案的更新時間，記錄為 newestHotswapPatch。

- - 2.2 擷取 File: /data/data/( applicationId )/files/instant-run/dex ，但不一定建立。

- - 2.3 校驗 /data/data/( applicationId )/files/instant-run/dex 檔案夾：

- - - - 2.3.1 如果不存在，那麼會建立該檔案夾後，将 instant-run.zip 内的所有 .dex ，加上字首 “slice-” 複制到 /data/data/( applicationId )/files/instant-run/dex 檔案夾中。最後，擷取該檔案夾内的所有檔案，儲存在 File[] dexFiles。

- - - - 2.3.2 如果直接存在，直接擷取 /data/data/( applicationId )/files/instant-run/dex 檔案夾中的所有檔案，儲存在 File[] dexFiles。

- - 2.4 如果 2.3 内提取 instant-run.zip：

- - - - 2.4.1 失敗了。再次校驗 /data/data/( applicationId )/files/instant-run/dex 檔案夾。周遊所有檔案，如果有一個檔案的修改時間小于 APK 的修改時間，證明存在舊的 dex。将 instant-run.zip 内的所有 .dex ，加上字首”slice-” 複制到 /data/data/( applicationId )/files/instant-run/dex 檔案夾中。然後，清空不是提取複制過來的 dex（舊 dex ）。

- - - - 2.4.2 成功了。判斷 1. 中的 dex-temp 檔案夾是否存在 dex。存在的話，清空 dex-temp 檔案夾。

- - 2.5 最後判斷 hotSwap 的時間是不是比 coldSwap 的時間新。實質上就是 dex-temp 檔案夾内的 files 和 dex 檔案夾内的 files，誰最新！如果 hotSwap 的時間比 coldSwap 的時間新，調用 Restarter.showToastWhenPossible 提示 the app is older。

- - 2.6 傳回 /data/data/( applicationId )/files/instant-run/dex 的 .dex 路徑集合。

3. extractSlices：提取 instant-run.zip 的資源（主要用于擷取所有 dex 集合，然後執行個體化一個更新檔 ClassLoader 進而 HOOK BootstrapApplication 的 ClassLoader 的類加載機制）。

- - 3.1 Class.getResourceAsStream(“/instant-run.zip”) 去加載 instant-run.zip 的資源。

- - 3.2 提取出 instant-run.zip 内的資源（内部都是 .dex 檔案）：

- - - - 3.2.1 過濾掉 META-INF。

- - - - 3.2.2 過濾掉有 “/” 的檔案或檔案夾。

- - - - 3.2.3 找出所有 .dex 檔案，将其檔案名加上字首 “slice-” 儲存在 Set sliceNames。

- - - - 3.2.4 再将這些 .dex 檔案，加載字首 “slice-“，複制到 /data/data/( applicationId )/files/instant-run/dex 檔案夾中。

- - - - 3.2.5 校驗 /data/data/( applicationId )/files/instant-run/dex 檔案夾中，是非存在不是 3.2.4 複制過來的檔案。如果不是 2.4 複制過來的檔案，證明是舊 “slice-” 檔案，則删除。

4. getTempDexFile：擷取 dex-temp 檔案夾下，下版本要建立的 File ( 主要用于熱部署 )。

- - 4.1 擷取 /data/data/( applicationId )/files/instant-run/dex-temp 檔案夾。

- - 4.2 校驗 dex-temp 檔案夾：

- - - - 4.2.1 不存在，則建立。

- - - - 4.2.2 存在，則判斷是否要清空。清空的話，則删除該檔案夾下的所有 .dex 檔案。

- - 4.3 然後周遊 dex-temp 檔案夾下的檔案：

- - - - 4.3.1 截斷 “reload” 和 “.dex” 之間的十六進制版本号。

- - - - 4.3.2 找出版本号最大的 .dex 檔案。

- - 4.4 根據 4.3.2 的找出的最大版本号的基礎上，最大版本号+1，然後建立一個 “reload最大版本号.dex” 的 File 傳回。

5. writeRawBytes：二進制生成檔案（所有部署）。主要将二進制資料輸出為 resources.ap_ or .dex。

6. extractZip：提取出 instant-run.zip 流内的 .dex 檔案 ( 主要用于溫部署 ) 注: 這提取出的 .dex ，不帶 “slice-” 字首。與 extractSlices 方法不同。

- - 6.1 過濾掉 META-INF。

- - 6.2 如果父路徑檔案夾不存在，則建立。

7. writeDexShard：生成 dex（主要用于冷部署）。

- - 7.1 校驗目錄：/data/data/( applicationId )/files/instant-run/dex。沒有，則建立。

- - 7.2 通過調用 writeRawBytes 方法，在該目錄下儲存 dex 檔案。

8. writeAaptResources：生成資源檔案 resources 或者 resources.ap_ ( 主要用于溫部署 ) 路徑一般為 /data/data/( applicationId )/files/instant-run/left( right )/resources.ap_( resources )。

- - 8.1 拿到以上路徑後，建立該路徑的父檔案夾。

- - 8.2 生成資源檔案：

- - - - 8.2.1 如果生成 resources.ap_：

- - - - - - 8.2.1.1 如果 USE_EXTRACTED_RESOURCES = true，那麼該流為 instant-run.zip 的資料，直接複制出内部的 dex 到 /data/data/( applicationId )/files/instant-run/left( right )目錄下。

- - - - - - 8.2.1.2 如果 USE_EXTRACTED_RESOURCES = false，生成 /data/data/( applicationId )/files/instant-run/left( right )/resources.ap_。

- - - - 8.2.2 如果生成 resources，那麼直接寫出 /data/data/( applicationId )/files/instant-run/left( right )/resources。

9. writeTempDexFile：在 dex-temp 檔案夾下生成 dex ( 主要用于熱部署 )。

10. purgeTempDexFiles：清空 dex-temp 下的 .dex 檔案 ( 用于清空熱部署産生的 dex-temp 檔案夾中的 dex )。

11. readRawBytes：讀取 inbox/resources.ap_ ( 主要用于建立資源時，讀取 inbox/resources.ap_ )。

- - 11.1 路徑為: /data/data/( applicationId )/files/instant-run/inbox/resources.ap_。

- - 11.2 為了複制到 /data/data/…/files/instant-run/left(or right)/resources.ap_。

AbstractPatchesLoaderImpl

1. 周遊所有被修改的類名。

2. 拼接出 ???$override 類型。

3. 通過 ClassLoader 加載 ???$override 類。

4. 反射執行個體化一個 ???$override 類的執行個體。

5. 加載被修改的類。

6. 反射被修改的類的 $change Field。

7. 反射擷取被修改的類的 $change Field 的值。

8. 判斷被修改的類的 $change Field 的值。

- - 8.1 如果存在值，反射擷取其 $obsolete Field，如果不為 null，則設定為 true。

9. HOOK 被修改的類的 $change Field = 4. 執行個體化好的 ???$override 類。

10. 如果這寫過程中抛出異常，傳回 false。否則，傳回 true。

源碼

Instant Run

59. Instant Run 筆記

1.現象

總結現象

替換 BootstrapApplication 為 RealApplication

BootstrapApplication

MonkeyPatcher

IncrementalClassLoader

Server

Restarter

FileManager

AbstractPatchesLoaderImpl

源碼

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