深入解读Android新特性——App Bundles

简介: 深入剖析Android官方新模块化方案——App Bundles,技术要点全方位挖掘。

App Bundles是2018 Google I/O新引入的一个概念。不同于以往传统的App是以一个完整的Apk作为单位,而App Bundles有下面几个技术特点:

  1. 一个App被分割成一个基础APK和多个模块APK。
  2. 基础APK在安装后,可以按需请求或者更新模块APK。
  3. 模块APK可以划分为更细的粒度,根据当前运行的设备特征来请求特定粒度的APK。
  4. 请求与安装过程是通过与Google Play商店交互来进行的。
  5. Android Studio中通过开发者引入dynamic-feature模块,来实现模块APK的开发。
  6. 模块APK的方式只在Android 5.0(API 21)及以上机型使用,在Android 4.4及以下机型Play商店仍会下发完整的APK。

一图胜千言,

apk_splits_tree_2x

App Bundles可以在运行时选取设备所需的APK组合运行,与传统方式对比如下:

compare_old

编译期技术

需要上传到Play商店的是一个Android App Bundle(.aab)文件,通过Android Studio中的Build > Build Bundle(s)/APK(s) > Build Bundle(s) 可以在project-name/module-name/build/outputs/bundle/目录下生成。它有如下结构:

aab_format_2x

在我自己构造demo中,有base和feature0模块,在base中无法直接引用feature0模块的类,反过来是可以的。

可以看到这个demo生成的aab文件内容是这样的:

Archive:  app/build/outputs/bundle/debug/bundle.aab
  Length     Date   Time    Name
 --------    ----   ----    ----
    67086  05-17-18 13:21   META-INF/MANIFEST.MF
    67248  05-17-18 13:21   META-INF/ANDROIDD.SF
      773  05-17-18 13:21   META-INF/ANDROIDD.RSA
     4056  05-17-18 13:21   base/manifest/AndroidManifest.xml
      541  05-17-18 13:21   base/res/anim/abc_fade_in.xml
      541  05-17-18 13:21   base/res/anim/abc_fade_out.xml
                            ... ...
   448151  05-17-18 13:21   base/resources.pb
  3121604  05-17-18 13:21   base/dex/classes.dex
        7  05-17-18 13:21   base/root/META-INF/com.android.support_appcompat-v7.version
        7  05-17-18 13:21   base/root/META-INF/com.android.support_support-core-utils.version
                            ... ...
   182504  05-17-18 13:21   base/lib/arm64-v8a/libnative-lib.so
   104160  05-17-18 13:21   base/lib/armeabi-v7a/libnative-lib.so
   177924  05-17-18 13:21   base/lib/x86/libnative-lib.so
   174712  05-17-18 13:21   base/lib/x86_64/libnative-lib.so
       85  05-17-18 13:21   base/native.pb
     1719  05-17-18 13:21   feature0/manifest/AndroidManifest.xml
      375  05-17-18 13:21   feature0/res/layout/feature0_activity.xml
     1272  05-17-18 13:21   feature0/res/layout/feature0_fragment.xml
      573  05-17-18 13:21   feature0/resources.pb
     4192  05-17-18 13:21   feature0/dex/classes.dex
    27292  05-17-18 13:21   feature0/dex/classes2.dex
        6  05-17-18 13:21   feature0/root/META-INF/android.arch.lifecycle_extensions.version
        6  05-17-18 13:21   feature0/root/META-INF/android.arch.lifecycle_livedata.version
      273  05-17-18 13:21   BundleConfig.pb
 --------                   -------
  4977479                   528 files

Play商店会根据这个文件自动生成基线APK与其他模块APK。

另外Google也提供了bundletool调试工具,我们通过执行以下命令,可以生成一个.apks文件:

bundletool build-apks --bundle=app/build/outputs/bundle/debug/bundle.aab --output=bundle.apks

.apks文件的内容是这样的:

Length     Date   Time    Name
 --------    ----   ----    ----
    56679  05-11-18 10:32   base-xhdpi.apk
    47738  05-11-18 10:32   base-ldpi.apk
    51733  05-11-18 10:32   base-hdpi.apk
    47350  05-11-18 10:32   base-mdpi.apk
    67465  05-11-18 10:32   base-xxhdpi.apk
    71691  05-11-18 10:32   base-xxxhdpi.apk
    85949  05-11-18 10:32   base-tvdpi.apk
    58942  05-11-18 10:32   base-armeabi_v7a.apk
    75591  05-11-18 10:32   base-arm64_v8a.apk
    79456  05-11-18 10:32   base-x86.apk
    76614  05-11-18 10:32   base-x86_64.apk
  1278608  05-11-18 10:32   base-master.apk
     6456  05-11-18 10:32   feature0-ldpi.apk
     6455  05-11-18 10:32   feature0-mdpi.apk
     6453  05-11-18 10:32   feature0-hdpi.apk
     6455  05-11-18 10:32   feature0-xhdpi.apk
     6458  05-11-18 10:32   feature0-xxhdpi.apk
     6459  05-11-18 10:32   feature0-xxxhdpi.apk
     6459  05-11-18 10:32   feature0-tvdpi.apk
    23840  05-11-18 10:32   feature0-master.apk
  1399736  05-11-18 10:32   standalone-arm64_v8a_mdpi.apk
  1404122  05-11-18 10:32   standalone-arm64_v8a_hdpi.apk
  1400150  05-11-18 10:32   standalone-arm64_v8a_ldpi.apk
  1409067  05-11-18 10:32   standalone-arm64_v8a_xhdpi.apk
  1419850  05-11-18 10:32   standalone-arm64_v8a_xxhdpi.apk
  1383502  05-11-18 10:32   standalone-armeabi_v7a_ldpi.apk
  1424094  05-11-18 10:32   standalone-arm64_v8a_xxxhdpi.apk
  1438398  05-11-18 10:32   standalone-arm64_v8a_tvdpi.apk
  1383096  05-11-18 10:32   standalone-armeabi_v7a_mdpi.apk
  1387471  05-11-18 10:32   standalone-armeabi_v7a_hdpi.apk
  1392416  05-11-18 10:32   standalone-armeabi_v7a_xhdpi.apk
  1403202  05-11-18 10:32   standalone-armeabi_v7a_xxhdpi.apk
  1407436  05-11-18 10:32   standalone-armeabi_v7a_xxxhdpi.apk
  1403612  05-11-18 10:32   standalone-x86_mdpi.apk
  1404026  05-11-18 10:32   standalone-x86_ldpi.apk
  1421745  05-11-18 10:32   standalone-armeabi_v7a_tvdpi.apk
  1407995  05-11-18 10:32   standalone-x86_hdpi.apk
  1412940  05-11-18 10:32   standalone-x86_xhdpi.apk
  1427968  05-11-18 10:32   standalone-x86_xxxhdpi.apk
  1423722  05-11-18 10:32   standalone-x86_xxhdpi.apk
  1401172  05-11-18 10:32   standalone-x86_64_ldpi.apk
  1442270  05-11-18 10:32   standalone-x86_tvdpi.apk
  1400762  05-11-18 10:32   standalone-x86_64_mdpi.apk
  1405145  05-11-18 10:32   standalone-x86_64_hdpi.apk
  1420877  05-11-18 10:32   standalone-x86_64_xxhdpi.apk
  1410090  05-11-18 10:32   standalone-x86_64_xhdpi.apk
  1425119  05-11-18 10:32   standalone-x86_64_xxxhdpi.apk
  1439423  05-11-18 10:32   standalone-x86_64_tvdpi.apk
     6367  05-11-18 10:32   toc.pb
 --------                   -------
 41572624                   49 files

可以推测,这个就是上传到商店之后最终生成的需要按需下发的APK产物。

运行期技术

因为众所周知的原因,国内的设备不会默认包含Google Play商店,因此App Bundles对于国内App是不适用的。所以我们考虑,是否可以不经由商店,在App自身开发一套类似的更新机制?

我们要想自行实现这个功能,就得探清其原理,知其所以然。

在本地安装之后,我们发现在APK安装路径下存在两个APK,

gemini:/ # ls -l  data/app/com.taobao.myappbundledemo-2/
total 4664
-rw-r--r-- 1 system system  2343434 2018-05-13 12:41 base.apk
drwxr-xr-x 3 system system     4096 2018-05-13 12:41 lib
drwxrwx--x 3 system install    4096 2018-05-13 12:41 oat
-rw-r--r-- 1 system system    25412 2018-05-13 12:41 split_feature0.apk

这里确实有些违反常理,通常我们一个App只有一个APK,而这里我们可以看到,在一个App的安装目录下出现了多个APK。实际上,安装目录可以安装多Apk的特性是Android 5.0开始引入的,这也就解释了为何4.4以下机型只能安装一个单独的完整包。那么,这种多个APK是以什么方式安装的?我们是否可以模仿这种安装方式对App自身进行更新呢?

官方接口请求

我们先看下官方SDK采用的方式。首先,如果想通过商店请求安装新模块,可以通过下面的代码进行:

// Creates an instance of SplitInstallManager.
SplitInstallManager splitInstallManager =
    SplitInstallManagerFactory.create(context);

// Creates a request to install a module.
SplitInstallRequest request =
    SplitInstallRequest
        .newBuilder()
        // You can download multiple on demand modules per
        // request by invoking the following method for each
        // module you want to install.
        .addModule("pictureMessages")
        .addModule("promotionalFilters")
        .build();

splitInstallManager
    // Submits the request to install the module through the
    // asynchronous startInstall() task. Your app needs to be
    // in the foreground to submit the request.
    .startInstall(request)
    // You should also be able to gracefully handle
    // request state changes and errors. To learn more, go to
    // the section about how to Monitor the request state.
    .addOnSuccessListener(sessionId -> { ... })
    .addOnFailureListener(errorCode -> { ... });

使用这个类需要引入依赖com.google.android.play:core:1.2.0

这里的关键自然是startInstall,我们就顺藤摸瓜往下挖。

final class k {
    private static final b b = new b("SplitInstallService");
    private static final Intent c = new Intent("com.google.android.play.core.splitinstall.BIND_SPLIT_INSTALL_SERVICE").setPackage("com.android.vending");
    final com.google.android.play.core.a.b<a> a;
    private final Context d;
    private final String e;
    private final f f;
    
    private k(Context context, String str) {
        this.f = new j(this);
        this.d = context;
        this.e = str;
        this.a = new com.google.android.play.core.a.b(context.getApplicationContext(), b, "SplitInstallService", c, l.a, this.f);
    }

    public final Task<Integer> a(Collection<String> collection) {
        b.a("startInstall(%s)", collection);
        i iVar = new i();
        this.a.a(new m(this, iVar, collection, iVar));
        return iVar.a();
    }

... ...
public final class b<T extends IInterface> {
    private static final Map<String, Handler> a = Collections.synchronizedMap(new HashMap());
    private final Context b;
    private final com.google.android.play.core.splitcompat.b.b c;
    private final String d;
    private final List<a> e = new ArrayList();
    private boolean f;
    private final Intent g;
    private final g<T> h;
    private final WeakReference<f> i;
    private final DeathRecipient j = new c(this);
    private ServiceConnection k;
    private T l;

    public b(Context context, com.google.android.play.core.splitcompat.b.b bVar, String str, Intent intent, g<T> gVar, f fVar) {
        this.b = context;
        this.c = bVar;
        this.d = str;
        this.g = intent;
        this.h = gVar;
        this.i = new WeakReference(fVar);
    }

    private final void b(a aVar) {
        if (this.l == null && !this.f) {
            this.c.a("Initiate binding to the service.", new Object[0]);
            this.e.add(aVar);
            this.k = new h();
            this.f = true;
            if (!this.b.bindService(this.g, this.k, 1)) {
                this.c.a("Failed to bind to the service.", new Object[0]);
                this.f = false;
                for (a a : this.e) {
                    i a2 = a.a();
                    if (a2 != null) {
                        a2.a(new k());
                    }
                }
                this.e.clear();
            }
        } else if (this.f) {
            this.c.a("Waiting to bind to the service.", new Object[0]);
            this.e.add(aVar);
        } else {
            aVar.run();
        }
    }


... ...

可以看到class k的a字段是一个class b,在这个class b的构造函数中,通过com.google.android.play.core.splitinstall.BIND_SPLIT_INSTALL_SERVICE绑定了一个Service,然而这个Service并不在App自身,而是属于Play商店的一个Service.

我们反编译商店,发现确实存在com.google.android.play.core.splitinstall.BIND_SPLIT_INSTALL_SERVICE的filter。

<service android:name="com.google.android.finsky.splitinstallservice.SplitInstallService" android:enabled="true" android:exported="true" android:visibleToInstantApps="true">
    <meta-data android:name="instantapps.clients.allowed" android:value="true"/>
    <intent-filter>
        <action android:name="com.google.android.play.core.splitinstall.BIND_SPLIT_INSTALL_SERVICE"/>
    </intent-filter>
</service>

其对应的正是SplitInstallService,由于这里混淆比较严重,很难往下继续跟了,不过我们可以知道的是,安装APK的操作确实是通过请求Play商店的Service进行的。

使用bundletool安装

接下来我们转换一下思路继续探索。

使用bundletool调试工具可以直接安装apks,命令如下:

bundletool install-apks --apks=bundle.apks

通过跟进bundletool源码,我们最终找到了关键方法:

private String createMultiInstallSession(List<File> apkFiles, String pmOptions, long timeout, TimeUnit unit) throws TimeoutException, AdbCommandRejectedException, ShellCommandUnresponsiveException, IOException {
    long totalFileSize = 0;
    for (File apkFile : apkFiles) {
        totalFileSize += apkFile.length();
    }
    InstallCreateReceiver receiver = new InstallCreateReceiver();
    this.mDevice.executeShellCommand(String.format(this.mPrefix + " install-create %1$s -S %2$d", new Object[]{pmOptions, Long.valueOf(totalFileSize)}), receiver, timeout, unit);
    return receiver.getSessionId();
}


private boolean uploadApk(String sessionId, File fileToUpload, int uniqueId, long timeout, TimeUnit unit) {
    Throwable e;
    Throwable th;
    Log.d(sessionId, String.format("Uploading APK %1$s ", new Object[]{fileToUpload.getPath()}));
    if (!fileToUpload.exists()) {
        Log.e(sessionId, String.format("File not found: %1$s", new Object[]{fileToUpload.getPath()}));
        return false;
    } else if (fileToUpload.isDirectory()) {
        Log.e(sessionId, String.format("Directory upload not supported: %1$s", new Object[]{fileToUpload.getAbsolutePath()}));
        return false;
    } else {
        String baseName;
        if (fileToUpload.getName().lastIndexOf(46) != -1) {
            baseName = fileToUpload.getName().substring(0, fileToUpload.getName().lastIndexOf(46));
        } else {
            baseName = fileToUpload.getName();
        }
        baseName = UNSAFE_PM_INSTALL_SESSION_SPLIT_NAME_CHARS.replaceFrom(baseName, '_');
        Log.d(sessionId, String.format("Executing : %1$s", new Object[]{String.format(this.mPrefix + " install-write -S %d %s %d_%s -", new Object[]{Long.valueOf(fileToUpload.length()), sessionId, Integer.valueOf(uniqueId), baseName})}));
... ...        
    }
}


public void install(long timeout, TimeUnit unit) throws InstallException {
    try {
        String sessionId = createMultiInstallSession(this.mApks, this.mOptions, timeout, unit);
        if (sessionId == null) {
            Log.d(LOG_TAG, "Failed to establish session, quit installation");
            throw new InstallException("Failed to establish session");
        }
        int index = 0;
        boolean allUploadSucceeded = true;
        while (allUploadSucceeded) {
            if (index >= this.mApks.size()) {
                break;
            }
            int index2 = index + 1;
            allUploadSucceeded = uploadApk(sessionId, (File) this.mApks.get(index), index, timeout, unit);
            index = index2;
        }
        String command = this.mPrefix + " install-" + (allUploadSucceeded ? "commit " : "abandon ") + sessionId;
        InstallReceiver receiver = new InstallReceiver();
        this.mDevice.executeShellCommand(command, receiver, timeout, unit);
        if (receiver.getErrorMessage() != null) {
            String message = String.format("Failed to finalize session : %1$s", new Object[]{receiver.getErrorMessage()});
            Log.e(LOG_TAG, message);
            throw new InstallException(message);
        } else if (!allUploadSucceeded) {
            throw new InstallException("Failed to install all ");
        }
    } catch (InstallException e) {
        throw e;
    } catch (Throwable e2) {
        throw new InstallException(e2);
    }
}

可见其真正使用的命令是以下三条:

adb shell pm install-create ...
adb shell pm install-write ...
adb shell pm install-commit ...

我们继续看下Pm.java,具体看下这三个命令是如何实现安装的。

frameworks-base-p-preview-1/cmds/pm/src/com/android/commands/pm/Pm.java
public int run(String[] args) throws RemoteException {
... ...
    mPm = IPackageManager.Stub.asInterface(ServiceManager.getService("package"));

    mInstaller = mPm.getPackageInstaller();
... ...
    
    if ("install-create".equals(op)) {
        return runInstallCreate();
    }

    if ("install-write".equals(op)) {
        return runInstallWrite();
    }

    if ("install-commit".equals(op)) {
        return runInstallCommit();
    }
... ...
}

private int runInstallCreate() throws RemoteException {
    final InstallParams installParams = makeInstallParams();
    final int sessionId = doCreateSession(installParams.sessionParams,
            installParams.installerPackageName, installParams.userId);

    // NOTE: adb depends on parsing this string
    System.out.println("Success: created install session [" + sessionId + "]");
    return PackageInstaller.STATUS_SUCCESS;
}

private int doCreateSession(SessionParams params, String installerPackageName, int userId)
        throws RemoteException {
    userId = translateUserId(userId, "runInstallCreate");
    if (userId == UserHandle.USER_ALL) {
        userId = UserHandle.USER_SYSTEM;
        params.installFlags |= PackageManager.INSTALL_ALL_USERS;
    }

    final int sessionId = mInstaller.createSession(params, installerPackageName, userId);
    return sessionId;
}
private int runInstallWrite() throws RemoteException {
    long sizeBytes = -1;

    String opt;
    while ((opt = nextOption()) != null) {
        if (opt.equals("-S")) {
            sizeBytes = Long.parseLong(nextArg());
        } else {
            throw new IllegalArgumentException("Unknown option: " + opt);
        }
    }

    final int sessionId = Integer.parseInt(nextArg());
    final String splitName = nextArg();
    final String path = nextArg();
    return doWriteSession(sessionId, path, sizeBytes, splitName, true /*logSuccess*/);
}

private int doWriteSession(int sessionId, String inPath, long sizeBytes, String splitName,
        boolean logSuccess) throws RemoteException {
    if (STDIN_PATH.equals(inPath)) {
        inPath = null;
    } else if (inPath != null) {
        final File file = new File(inPath);
        if (file.isFile()) {
            sizeBytes = file.length();
        }
    }

    final SessionInfo info = mInstaller.getSessionInfo(sessionId);

    PackageInstaller.Session session = null;
    InputStream in = null;
    OutputStream out = null;
    try {
        session = new PackageInstaller.Session(
                mInstaller.openSession(sessionId));

        if (inPath != null) {
            in = new FileInputStream(inPath);
        } else {
            in = new SizedInputStream(System.in, sizeBytes);
        }
        out = session.openWrite(splitName, 0, sizeBytes);

        int total = 0;
        byte[] buffer = new byte[65536];
        int c;
        while ((c = in.read(buffer)) != -1) {
            total += c;
            out.write(buffer, 0, c);

            if (info.sizeBytes > 0) {
                final float fraction = ((float) c / (float) info.sizeBytes);
                session.addProgress(fraction);
            }
        }
        session.fsync(out);

        if (logSuccess) {
            System.out.println("Success: streamed " + total + " bytes");
        }
        return PackageInstaller.STATUS_SUCCESS;
    } catch (IOException e) {
        System.err.println("Error: failed to write; " + e.getMessage());
        return PackageInstaller.STATUS_FAILURE;
    } finally {
        IoUtils.closeQuietly(out);
        IoUtils.closeQuietly(in);
        IoUtils.closeQuietly(session);
    }
}

由此可知,pm是通过PackageInstaller类来实现安装的。

自行模拟安装

知道了这个流程后,我们就可以自己实现这种安装方法了:

PackageInstaller.SessionParams sessionParams = new PackageInstaller.SessionParams(
        PackageInstaller.SessionParams.MODE_INHERIT_EXISTING);

PackageInstaller installer = context.getPackageManager().getPackageInstaller();
int sessionId = installer.createSession(sessionParams);
PackageInstaller.Session session = installer.openSession(sessionId);

File apkFile = new File(getFilesDir(), "feature0-debug.apk");
in = new FileInputStream(apkFile.getPath());
out = session.openWrite("anything", 0, apkFile.length());
int total = 0;
byte[] buffer = new byte[65536];
int c;
while ((c = in.read(buffer)) != -1) {
    total += c;
    out.write(buffer, 0, c);
}
session.fsync(out);

IntentSender intentSender = createIntentSender(context, sessionId);
session.commit(intentSender);

session.close();

这里的重点是,需要在创建SessionParams的时候指定模式为MODE_INHERIT_EXISTING,才能覆盖安装模块APK。模块APK的名称为split_<module name>.apk。这里的<module name>是模块APK的AndroidManifest中指定的,<manifest ... ... package="com.taobao.myappbundledemo" split="feature0">,因此,系统会自动识别安装位置并确定安装后的文件名称,如果manifest中不带split,其名称就是base.apk

调用完上述代码,并不是很顺利地直接装上了,而是弹出了几个界面:

允许未知安装来源提示:

17be53b0023707d88d3a8fe44085df5410943aa0

允许该App进行安装:

27db74d7fbc25d436bb99d985415c431fd36beaf

确认安装:

6c03732ace689d762b987b80cde0d9ec758fc74e

允许未知来源只需要一次,确认安装窗口在每次进行安装操作的时候都会弹出。可以看到,安装操作执行完毕后,split_feature0.apk确实发生了更新,而不是之前旧的,因为可以比较出与base.apk的安装的时间不同:

angler:/ # ls -l data/app/com.taobao.myappbundledemo-6XP2HdNBRWLquWr3U15iJA\=\=/
total 2376
-rw-r--r-- 1 system system  2392626 2018-05-16 12:04 base.apk
drwxr-xr-x 3 system system     4096 2018-05-16 12:18 lib
drwxrwx--x 3 system install    4096 2018-05-16 12:18 oat
-rw-r--r-- 1 system system    25412 2018-05-16 12:18 split_feature0.apk

安装后不杀死进程

然而还有个问题,在安装执行后,App会立马被杀死。而根据官方文档,在Android 7.0及以上版本的设备是可以直接请求安装模块后立即进行使用,如果直接杀死,那肯定体验很糟糕。因此应该可以找到办法,在安装后不杀当前进程。

然而从PackageInstaller.SessionParams 接口中我们并没有发现相关设置,是否有隐藏的API可以做到呢?我们通过反编译Play商店来寻找答案。

    private final synchronized void a(String str, long j, String str2, Bitmap bitmap, int i, int i2, fk fkVar, int i3) {
        if (this.c.containsKey(str)) {
            FinskyLog.e("Creating session for %s when one already exists", str);
        } else {
            SessionParams sessionParams = new SessionParams(i3);
            if (i3 == 2 && android.support.v4.os.a.a()) {
                sessionParams.setDontKillApp(true);
            }
            if (bitmap != null) {
                sessionParams.setAppIcon(bitmap);
            }
            if (!TextUtils.isEmpty(str2)) {
                sessionParams.setAppLabel(str2);
            }
            sessionParams.setAppPackageName(str);
            sessionParams.setInstallLocation(i);
            if (j > 0) {
                sessionParams.setSize(j);
            }
            if (android.support.v4.os.a.b()) {
                sessionParams.setInstallReason(i2);
            }
... ...

sessionParams.setDontKillApp似乎正是我们需要的,它也的确不在公开API中,所以编辑器里面无法直接引用,我们通过反射打开它:

sessionParams.getClass().getDeclaredMethod("setDontKillApp", boolean.class).invoke(sessionParams, true);

这样果然实现了安装后不杀进程。

还有一个疑问,虽然不杀死进程,但新安装的APK是否可以直接被现在的进程立即使用到呢?通过查看进程空间,我们发现,

7265874000-7265876000 r--p 00000000 fd:00 1439142                        /data/app/com.taobao.myappbundledemo-I1BztqjLDnwA1LZ7mxP6kg==/oat/arm64/split_feature0.odex
7265876000-7265879000 rw-p 00000000 00:00 0                              [anon:.bss]
7265879000-726587a000 r--p 00002000 fd:00 1439142                        /data/app/com.taobao.myappbundledemo-I1BztqjLDnwA1LZ7mxP6kg==/oat/arm64/split_feature0.odex
726587a000-726587b000 rw-p 00003000 fd:00 1439142                        /data/app/com.taobao.myappbundledemo-I1BztqjLDnwA1LZ7mxP6kg==/oat/arm64/split_feature0.odex
... ...
7265ce1000-7265d0b000 r-xp 00000000 fd:00 1439025                        /data/app/com.taobao.myappbundledemo-4tyKF-aM9SLiSM28Z4YkkQ==/lib/arm64/libnative-lib.so (deleted)
7265d0b000-7265d1b000 ---p 00000000 00:00 0
7265d1b000-7265d1d000 r--p 0002a000 fd:00 1439025                        /data/app/com.taobao.myappbundledemo-4tyKF-aM9SLiSM28Z4YkkQ==/lib/arm64/libnative-lib.so (deleted)
7265d1d000-7265d1e000 rw-p 0002c000 fd:00 1439025                        /data/app/com.taobao.myappbundledemo-4tyKF-aM9SLiSM28Z4YkkQ==/lib/arm64/libnative-lib.so (deleted)
7265d1e000-7265d30000 rw-p 00000000 00:00 0                              [anon:.bss]
7265d53000-7265d54000 ---p 00000000 00:00 0                              [anon:thread stack guard page]
7265d54000-7265d55000 ---p 00000000 00:00 0
7265d55000-7265e50000 rw-p 00000000 00:00 0                              [stack:20896]
7265e50000-7265e5e000 r--p 00000000 fd:00 1439058                        /data/app/com.taobao.myappbundledemo-4tyKF-aM9SLiSM28Z4YkkQ==/oat/arm64/base.odex (deleted)
7265e5e000-7265e5f000 r-xp 0000e000 fd:00 1439058                        /data/app/com.taobao.myappbundledemo-4tyKF-aM9SLiSM28Z4YkkQ==/oat/arm64/base.odex (deleted)
7265e5f000-7265e6d000 rw-p 00000000 00:00 0                              [anon:.bss]
7265e6d000-7265e6e000 r--p 0000f000 fd:00 1439058                        /data/app/com.taobao.myappbundledemo-4tyKF-aM9SLiSM28Z4YkkQ==/oat/arm64/base.odex (deleted)
7265e6e000-7265e6f000 rw-p 00010000 fd:00 1439058                        /data/app/com.taobao.myappbundledemo-4tyKF-aM9SLiSM28Z4YkkQ==/oat/arm64/base.odex (deleted)
7265eb1000-72661b4000 r--s 00000000 fd:00 1439062                        /data/app/com.taobao.myappbundledemo-4tyKF-aM9SLiSM28Z4YkkQ==/oat/arm64/base.vdex (deleted)
... ...
72ff84f000-72ff850000 r--s 00004000 fd:00 1439097                        /data/app/com.taobao.myappbundledemo-I1BztqjLDnwA1LZ7mxP6kg==/split_feature0.apk

从中可以看出,安装后,split_feature0.apk确实被加载进了进程的内存空间。并且安装路径发生了变化——data/app/com.taobao.myappbundledemo-后面跟字母由4tyKF-aM9SLiSM28Z4YkkQ变为I1BztqjLDnwA1LZ7mxP6kg并且base.odex文件显示为deleted

上述是feature0还未被请求的情况,现在我们来看下,如果本地已经安装过了feature0模块,再次进行覆盖安装的话,会是怎么的情况:

7265874000-7265876000 r--p 00000000 fd:00 1439142                        /data/app/com.taobao.myappbundledemo-I1BztqjLDnwA1LZ7mxP6kg==/oat/arm64/split_feature0.odex (deleted)
7265876000-7265879000 rw-p 00000000 00:00 0                              [anon:.bss]
7265879000-726587a000 r--p 00002000 fd:00 1439142                        /data/app/com.taobao.myappbundledemo-I1BztqjLDnwA1LZ7mxP6kg==/oat/arm64/split_feature0.odex (deleted)
726587a000-726587b000 rw-p 00003000 fd:00 1439142                        /data/app/com.taobao.myappbundledemo-I1BztqjLDnwA1LZ7mxP6kg==/oat/arm64/split_feature0.odex (deleted)
... ...
7265ce1000-7265d0b000 r-xp 00000000 fd:00 1439025                        /data/app/com.taobao.myappbundledemo-4tyKF-aM9SLiSM28Z4YkkQ==/lib/arm64/libnative-lib.so (deleted)
7265d0b000-7265d1b000 ---p 00000000 00:00 0
7265d1b000-7265d1d000 r--p 0002a000 fd:00 1439025                        /data/app/com.taobao.myappbundledemo-4tyKF-aM9SLiSM28Z4YkkQ==/lib/arm64/libnative-lib.so (deleted)
7265d1d000-7265d1e000 rw-p 0002c000 fd:00 1439025                        /data/app/com.taobao.myappbundledemo-4tyKF-aM9SLiSM28Z4YkkQ==/lib/arm64/libnative-lib.so (deleted)
7265d1e000-7265d30000 rw-p 00000000 00:00 0                              [anon:.bss]
7265d53000-7265d54000 ---p 00000000 00:00 0                              [anon:thread stack guard page]
7265d54000-7265d55000 ---p 00000000 00:00 0
7265d55000-7265e50000 rw-p 00000000 00:00 0                              [stack:20896]
7265e50000-7265e5e000 r--p 00000000 fd:00 1439058                        /data/app/com.taobao.myappbundledemo-4tyKF-aM9SLiSM28Z4YkkQ==/oat/arm64/base.odex (deleted)
7265e5e000-7265e5f000 r-xp 0000e000 fd:00 1439058                        /data/app/com.taobao.myappbundledemo-4tyKF-aM9SLiSM28Z4YkkQ==/oat/arm64/base.odex (deleted)
7265e5f000-7265e6d000 rw-p 00000000 00:00 0                              [anon:.bss]
7265e6d000-7265e6e000 r--p 0000f000 fd:00 1439058                        /data/app/com.taobao.myappbundledemo-4tyKF-aM9SLiSM28Z4YkkQ==/oat/arm64/base.odex (deleted)
7265e6e000-7265e6f000 rw-p 00010000 fd:00 1439058                        /data/app/com.taobao.myappbundledemo-4tyKF-aM9SLiSM28Z4YkkQ==/oat/arm64/base.odex (deleted)
7265eb1000-72661b4000 r--s 00000000 fd:00 1439062                        /data/app/com.taobao.myappbundledemo-4tyKF-aM9SLiSM28Z4YkkQ==/oat/arm64/base.vdex (deleted)
...
72ff5a4000-72ff5a5000 r--s 00006000 fd:00 1439145                        /data/app/com.taobao.myappbundledemo-6XP2HdNBRWLquWr3U15iJA==/split_feature0.apk

可以发现,由于安装后,安装路径发生变化,data/app/com.taobao.myappbundledemo-I1BztqjLDnwA1LZ7mxP6kg==/oat/arm64/split_feature0.odex已经显示为deleted,同时,未发现有新安装路径下的split_feature0.apk被加载进内存。由此可以推断:如果模块已经被安装,当他进行覆盖安装更新时,必须冷启动App才能生效。

使用SpltCompat支持低版本

前面说过,Android 7.0及以上版本的设备可以在请求到新模块后直接使用。而对于6.0以下版本的机型,是无法直接使用下载的新模块的。不过Google也提供了一种兼容方式,使得低版本机型可以即时使用新模块,那就是采用SplitCompat

可以用以下两种方式来接入SplitCompat:
一、直接继承SplitCompatApplication

public class MyApplication extends SplitCompatApplication {
    ...
}

二、在attachBaseContext中调用 SplitCompat.install

protected void attachBaseContext(Context base) {
    super.attachBaseContext(base);
    // Emulates installation of future on demand modules using SplitCompat.
    SplitCompat.install(this);
}

SplitCompatApplication 最后也是走的SplitCompat.install(this),这跟MultiDex十分类似,我们来看下SplitCompat.install(this)的实现。

public class SplitCompat {
    private static final AtomicReference<SplitCompat> a = new AtomicReference(null);
    private final Context b;
    private final c c;
    private final Set<String> d = new HashSet();

    public static boolean install(Context context) {
        return a(context, false);
    }

    private static boolean a(Context context, boolean z) {
        if (VERSION.SDK_INT >= 24) {
            return true;
        }
        if (VERSION.SDK_INT <= 19) {
            return false;
        }
        SplitCompat splitCompat = (SplitCompat) a.get();
        if (a.compareAndSet(null, new SplitCompat(context))) {
            com.google.android.play.core.splitinstall.a.a(new com.google.android.play.core.splitcompat.a.a(context, a.a(), new c(context, splitCompat.c, new com.google.android.play.core.splitcompat.c.b()), splitCompat.c));
            d.a(new l(splitCompat));
        }
        try {
            splitCompat.a(z);
            return true;
        } catch (Throwable e) {
            Log.e("SplitCompat", "Error installing additional splits", e);
            return false;
        }
    }

    private final synchronized void a(boolean z) {
        Iterator it;
        if (z) {
            this.c.a();
        } else {
            a.a().execute(new m(this));
        }
        Set<o> b = b(z);
        d dVar = new d(this.c);
        a a = b.a();
        ClassLoader classLoader = this.b.getClassLoader();
        if (z) {
            a.a(classLoader, dVar.a());
        } else {
            it = b.iterator();
            while (it.hasNext()) {
                Set a2 = dVar.a((o) it.next());
                if (a2 == null) {
                    it.remove();
                } else {
                    a.a(classLoader, a2);
                }
            }
        }
        Set<File> hashSet = new HashSet();
        for (o oVar : b) {
            if (a.a(classLoader, this.c.c(oVar.a()), oVar.b(), z)) {
                hashSet.add(oVar.b());
            }
        }
        AssetManager assets = this.b.getAssets();
        for (File path : hashSet) {
            int intValue = ((Integer) com.google.android.play.core.splitcompat.c.b.a(assets, "addAssetPath", Integer.class, String.class, path.getPath())).intValue();
            StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder(39);
            stringBuilder.append("addAssetPath completed with ");
            stringBuilder.append(intValue);
            Log.d("SplitCompat", stringBuilder.toString());
        }
        for (o oVar2 : b) {
            String a3 = oVar2.a();
            StringBuilder stringBuilder2 = new StringBuilder(String.valueOf(a3).length() + 30);
            stringBuilder2.append("Split '");
            stringBuilder2.append(a3);
            stringBuilder2.append("' installation emulated");
            Log.d("SplitCompat", stringBuilder2.toString());
            this.d.add(oVar2.a());
        }
    }

addAssetPath这里可以明显看到是在新增资源了,另外需要注意的是,模块APK中的资源包id并非传统的0x7f,而是往下递减的0x7e、0x7d、...

加载代码和so的地方是在:

public static a a() {
    if (VERSION.SDK_INT == 21) {
        return new c();
    }
    if (VERSION.SDK_INT == 22) {
        return new f();
    }
    if (VERSION.SDK_INT == 23) {
        return new g();
    }
    throw new AssertionError();
}


final class c implements a {
    c() {
    }

    static Object a(ClassLoader classLoader) {
        return b.b(classLoader, "pathList", Object.class).a();
    }

    static boolean a(ClassLoader classLoader, File file, File file2, boolean z, e eVar) {
        Collection arrayList = new ArrayList();
        Object a = a(classLoader);
        a c = b.c(a, "dexElements", Object.class);
        List<Object> asList = Arrays.asList((Object[]) c.a());
        List arrayList2 = new ArrayList();
        for (Object b : asList) {
            arrayList2.add((File) b.b(b, "zip", File.class).a());
        }
        if (arrayList2.contains(file2)) {
            return true;
        }
        int i = 0;
        if (!z) {
            if (!new File((String) b.a(a.getClass(), "optimizedPathFor", String.class, File.class, file2, File.class, file)).exists()) {
                return false;
            }
        }
        c.a(eVar.a(a, new ArrayList(Collections.singleton(file2)), file, arrayList));
        if (arrayList.isEmpty()) {
            return true;
        }
        Throwable kVar = new k("DexPathList.makeDexElement failed");
        ArrayList arrayList3 = (ArrayList) arrayList;
        int size = arrayList3.size();
        while (i < size) {
            Object obj = arrayList3.get(i);
            i++;
            IOException iOException = (IOException) obj;
            Log.e("SplitCompat", "DexPathList.makeDexElement failed", iOException);
            com.google.a.a.a.a.a.a.a(kVar, iOException);
        }
        b.c(a, "dexElementsSuppressedExceptions", IOException.class).a(arrayList);
        throw kVar;
    }

    static void b(ClassLoader classLoader, Set<File> set) {
        if (!set.isEmpty()) {
            Collection hashSet = new HashSet();
            for (File file : set) {
                String str = "Splitcompat";
                String str2 = "Adding native library parent directory: ";
                String valueOf = String.valueOf(file.getParentFile().getAbsolutePath());
                Log.d(str, valueOf.length() != 0 ? str2.concat(valueOf) : new String(str2));
                hashSet.add(file.getParentFile());
            }
            a c = b.c(a(classLoader), "nativeLibraryDirectories", File.class);
            hashSet.removeAll(Arrays.asList((File[]) c.a()));
            int size = hashSet.size();
            StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder(30);
            stringBuilder.append("Adding directories ");
            stringBuilder.append(size);
            Log.d("Splitcompat", stringBuilder.toString());
            c.a(hashSet);
        }
    }

    public final void a(ClassLoader classLoader, Set<File> set) {
        b(classLoader, set);
    }

    public final boolean a(ClassLoader classLoader, File file, File file2, boolean z) {
        return a(classLoader, file, file2, z, new d());
    }
}

这里只列出了SDK = 21情况下的c类,SDK = 22SDK = 23的情况其实也大同小异。熟悉Instant Run或者热修复的同学都能一眼看出端倪了,这不就是新增DEX和so库吗?确实,SplitCompat的本质,就是类似冷启动的热修复的方式,插入新模块包。

模块间依赖

通过分析运行时各个模块类中ClassLoader的情况,我们可以大致看出模块间的依赖关系。

我们发现,所有模块中的类其实都是用的同一个ClassLoader:

dalvik.system.PathClassLoader
[DexPathList[
    [zip file "/data/app/com.taobao.myappbundledemo-y4Ih9MutYd4z43hpON6LVg==/base.apk",
     zip file "/data/app/com.taobao.myappbundledemo-y4Ih9MutYd4z43hpON6LVg==/split_feature0.apk",
     zip file "/data/app/com.taobao.myappbundledemo-y4Ih9MutYd4z43hpON6LVg==/split_feature1.apk"],
    nativeLibraryDirectories=[
        /data/app/com.taobao.myappbundledemo-y4Ih9MutYd4z43hpON6LVg==/lib/arm64, 
        /data/app/com.taobao.myappbundledemo-y4Ih9MutYd4z43hpON6LVg==/base.apk!/lib/arm64-v8a, 
        /data/app/com.taobao.myappbundledemo-y4Ih9MutYd4z43hpON6LVg==/split_feature0.apk!/lib/arm64-v8a, 
        /data/app/com.taobao.myappbundledemo-y4Ih9MutYd4z43hpON6LVg==/split_feature1.apk!/lib/arm64-v8a, 
        /system/lib64, /vendor/lib64]
]]

而这个ClassLoader里面包含了三个模块所有的APK路径与so路径,可见模块之间的类和so库的访问是完全相通的。也就是说一个模块中声明的类,能够直接在另一个模块中毫无差别的使用,就像使用自己模块中的类一样。而如果两个模块引入了相同的依赖,两个依赖会被分别打进两个模块的APK中,这就可能引发问题。所以,如果两个不同的模块依赖了相同的库,需要先改为provided(gradle 3.0.0以上称为compileOnly)依赖,而在base模块中引入compile(gradle 3.0.0以上称为api)依赖。

优势与局限

App Bundles提供了一整套动态模块化App的机制,依托Google官方的插件支持,开发者可以直接进行模块化开发,而不再需要自己造轮子,也可以避免Android官方插件不断升级带来的兼容性问题。Google Play商店天然承载了更新APK的使命,用户可以直接在商店上发布新模块APK,来实现静默升级,由于是直接安装,因而不存在任何兼容性问题。按需获取对应特征APK,能够极大减小本地安装的包大小。

然而它的局限也是比较多的,

  • 首先,Goolge Play商店无法在国内正常使用。
  • 其次,模块更新只从Android 5.0开始支持,对于大量留存的老设备,都无法享受这一福利。
  • manifest中新注册的组件与系统显示的资源都无法即时使用。官方文档说明
  • 对于已有模块的更新,必须进行冷启动。

当然,随着时间的推移,App Bundles这一套模式对于海外应用仍具有很强的吸引力。

还需要注意的是,App Bundles没有实现多模块之间包依赖的自动管理。也就是说各个模块的依赖是独立的,因此各个模块对于使用的相同的依赖都会各自引入,从而导致冗余。并且,若多个模块使用相同依赖包的不同版本,可能还会有兼容性问题。因此需要在各个模块中进行provided依赖,而把公共依赖放入base模块中。

引申

回到我们之前抛出的问题,我们是否可以直接利用Google为我们提供好的构建机制,模仿Play商店构造一个SDK对App自身进行更新呢?

通过前面的技术分析,我们有两种方案可以实现自行更新:

  1. 直接利用PackageInstaller进行安装,这种方式最接近App Bundles的在Google Play中的实际作用效果,但是,最大问题就是会对用户造成极大的干扰,首先,很多用户出于安全考虑,是不会轻易允许未知安装来源的。另外,每次安装都会弹出界面,也会打断用户正常的操作流程,使用户体验不再流畅。并且如果需要通过国内各个厂商应用商店来更新,各大商店可能没有这么快支持APK分包功能。
  2. 模仿SplitCompat的方式,在所有机型版本上,本地下载后直接加载安装包。这种方式和热修复插件化这类技术比较类似,问题是也需要不断对新机型进行维护,并且未来随着Google对私有API的更进一步收紧,反射技术可能会受到更大限制,未来对机型兼容性的支持是比较大的挑战。并且无法像直接安装那样能够享受到JIT优化带来的性能改进。

App Bundles的模块化,主要基于APK直接安装的方式,不需要用户任何对系统组件的修改,就能天然获得原生优化能力(如JIT、DEX优化等),因而不存在任何兼容性问题。这个思路与传统组件化/插件化方式截然不同,因为Google作为Android官方主体,把控了Play商店这个唯一安装渠道(国内除外),所以可以采用这种玩法来做到前所未有的稳定性和动态能力。App Bundles也存在一个问题,就是无法在运行过程中直接新增四大组件,需要覆盖安装base模块之后再重启。而后面两个方案由于都是基于App Bundles的,因而有更大局限性。

目前看来,指望Google回归恐怕遥遥无期,不过这或许能吸引国内各个厂商自带应用市场的跟进,甚至可能像统一推送那样协商出一套符合国情的标准,从而改善国内的App更新环境。不过,App Bunndles的一些思想,如细致化配置,确实值得现有的模块化方案进行借鉴和吸收。

参考资料

Android App Bundles

Build the new, modular Android App Bundle (Google I/O '18)

目录
相关文章
|
2月前
|
XML Java 数据库
安卓项目:app注册/登录界面设计
本文介绍了如何设计一个Android应用的注册/登录界面,包括布局文件的创建、登录和注册逻辑的实现,以及运行效果的展示。
182 0
安卓项目:app注册/登录界面设计
|
3月前
|
Android开发 开发者 Kotlin
探索安卓开发中的新特性
【9月更文挑战第14天】本文将引导你深入理解安卓开发领域的一些最新特性,并为你提供实用的代码示例。无论你是初学者还是经验丰富的开发者,这篇文章都会给你带来新的启示和灵感。让我们一起探索吧!
|
3月前
|
安全 Android开发 iOS开发
安卓与iOS的较量:技术特性与用户体验的深度解析
在移动操作系统的战场上,安卓和iOS一直占据着主导地位。本文将深入探讨这两大平台的核心技术特性,以及它们如何影响用户的体验。我们将从系统架构、应用生态、安全性能和创新功能四个方面进行比较,帮助读者更好地理解这两个系统的异同。
74 3
|
13天前
|
存储 安全 Android开发
探索Android系统的最新安全特性
在数字时代,智能手机已成为我们生活中不可或缺的一部分。随着技术的不断进步,手机操作系统的安全性也越来越受到重视。本文将深入探讨Android系统最新的安全特性,包括其设计理念、实施方式以及对用户的影响。通过分析这些安全措施如何保护用户免受恶意软件和网络攻击的威胁,我们希望为读者提供对Android安全性的全面了解。
|
14天前
|
搜索推荐 Android开发 开发者
探索安卓系统的最新特性与发展趋势
本文深入分析了Android 13的新功能和改进,以及这些更新对用户体验和开发者社区的影响。文章还预测了未来Android系统的发展方向,为技术爱好者提供了宝贵的信息。
|
3月前
|
Java 数据库 Android开发
一个Android App最少有几个线程?实现多线程的方式有哪些?
本文介绍了Android多线程编程的重要性及其实现方法,涵盖了基本概念、常见线程类型(如主线程、工作线程)以及多种多线程实现方式(如`Thread`、`HandlerThread`、`Executors`、Kotlin协程等)。通过合理的多线程管理,可大幅提升应用性能和用户体验。
147 15
一个Android App最少有几个线程?实现多线程的方式有哪些?
|
3月前
|
监控 Android开发 iOS开发
深入探索安卓与iOS的系统架构差异:理解两大移动平台的技术根基在移动技术日新月异的今天,安卓和iOS作为市场上最为流行的两个操作系统,各自拥有独特的技术特性和庞大的用户基础。本文将深入探讨这两个平台的系统架构差异,揭示它们如何支撑起各自的生态系统,并影响着全球数亿用户的使用体验。
本文通过对比分析安卓和iOS的系统架构,揭示了这两个平台在设计理念、安全性、用户体验和技术生态上的根本区别。不同于常规的技术综述,本文以深入浅出的方式,带领读者理解这些差异是如何影响应用开发、用户选择和市场趋势的。通过梳理历史脉络和未来展望,本文旨在为开发者、用户以及行业分析师提供有价值的见解,帮助大家更好地把握移动技术发展的脉络。
109 6
|
3月前
|
存储 开发工具 Android开发
使用.NET MAUI开发第一个安卓APP
【9月更文挑战第24天】使用.NET MAUI开发首个安卓APP需完成以下步骤:首先,安装Visual Studio 2022并勾选“.NET Multi-platform App UI development”工作负载;接着,安装Android SDK。然后,创建新项目时选择“.NET Multi-platform App (MAUI)”模板,并仅针对Android平台进行配置。了解项目结构,包括`.csproj`配置文件、`Properties`配置文件夹、平台特定代码及共享代码等。
259 2
|
3月前
|
XML Android开发 数据格式
🌐Android国际化与本地化全攻略!让你的App走遍全球无障碍!🌍
在全球化背景下,实现Android应用的国际化与本地化至关重要。本文以一款旅游指南App为例,详细介绍如何通过资源文件拆分与命名、适配布局与方向、处理日期时间及货币格式、考虑文化习俗等步骤,完成多语言支持和本地化调整。通过邀请用户测试并收集反馈,确保应用能无缝融入不同市场,提升用户体验与满意度。
119 3
|
3月前
|
Java 数据库 Android开发
一个Android App最少有几个线程?实现多线程的方式有哪些?
本文介绍了Android应用开发中的多线程编程,涵盖基本概念、常见实现方式及最佳实践。主要内容包括主线程与工作线程的作用、多线程的多种实现方法(如 `Thread`、`HandlerThread`、`Executors` 和 Kotlin 协程),以及如何避免内存泄漏和合理使用线程池。通过有效的多线程管理,可以显著提升应用性能和用户体验。
93 10