引言

先簡單介紹一下Android外掛化。很早之前已經有公司在研究這項技術，淘寶做得比較早，但淘寶的這項技術一直是保密的。直到2015年才陸續出現很多框架，Android外掛化分成很多技術流派，實現的方式都不太一樣。

發展歷史

首先，要記住2012年這個時間點。2012年的時候，就有人做外掛化技術，是大眾點評的屠毅敏，他推出了AndroidDynamicLoader框架，用Fragment來實現。大眾點評是國內做App比較早的公司，他們積累了很多的經驗，尤其是外掛化技術 。通過動態載入不同的Fragement，把想換的頁面都換掉。我們也是在這個專案中第一次看到了如何通過addAssetPath來讀取外掛中的資源。

2013年，出現了23Code。23Code提供了一個殼，在這個殼裡可以動態下載外掛，然後動態執行。可以在殼外編寫各種各樣的控制元件，放在這個框架下去執行。這就是Android外掛化技術。這個專案的作者和開源地址，目前不是很清楚。

2014年初，大家也許看過一個視訊，阿里一位員工做了一次技術分享，專門講淘寶的Altas技術，以及這項技術的大方向。但是很多技術細節沒有分享。

然後是任玉剛的里程碑式的專案。2014年底，玉剛釋出了一個Android外掛化專案，起名為dynamic-load-apk，這跟後續介紹的很多外掛化專案都不太一樣。它沒有Hook太多的系統底層方法，而是從上層，即App應用層解決問題，建立一個繼承自Activity的ProxyActivity類，然後讓外掛中的所有Activity都繼承自ProxyActivity，並重寫Activity所有的方法。之所以說這個專案是里程碑式的，是因為在2015年之前業界沒有太多資料可以參考。

2015年4月，一個新框架推出來，叫OpenAltas，後來改名為ACDD。這個框架參考了淘寶App的很多經驗，主要就是Hook的思想，同時，還首次提出來通過擴充套件AAPT來解決外掛與宿主的資源id衝突的問題。

2015年8月，張勇釋出DroidPlugin。這是Android外掛化中第二個里程碑式的專案，這個專案太牛了，能把任意的App都載入到宿主裡。可以基於這個框架寫一個宿主App，然後就可以把別人寫的App都當作外掛來載入。這個框架的功能的確很強大，但強大的代價就是要改寫很多Android系統的底層程式碼，更別提這哥們還比較懶，沒有制訂任何說明文件，導致技術人員掌握這個框架不太容易。

再之後就是百花齊放的時代了，GitHub上有很多外掛化框架，但這些框架影響都不大，我們這裡就略過了。

接下來登場的是熱修復技術。2015年5月，iOS推出了JSPatch，JSPatch通過Runtime的機制，能迅速修復線上App任何一個類的任何一個方法。而當時的Android系統沒有能迅速替換的方式。於是，在2015年9月，有人找到了實現迅速替換的途徑，就是Andfix，後面會講它的原理。

2015年10月，大眾點評的賈吉鑫做了一個專案，起名為Nuwa（女媧），主要思路跟Andfix差不多，都是解決Android的修復問題，能修復線上的任何一個方法。可惜後來沒有繼續維護。

2015年底，仍然是Android外掛化框架，福建的林廣亮提出了一個新機制——Small框架，這個機制不太一樣的地方就是，通過指令碼的方式來解決資源衝突的問題。

2015 年 8 月，DroidPlugin 是 360 手機助手實現的一種外掛化框架，它可以直接執行第三方的獨立 APK 檔案，完全不需要對 APK 進行修改或安裝。一種新的外掛機制，一種免安裝的執行機制，是一個沙箱（但是不完全的沙箱。就是對於使用者來說，並不知道他會把 apk 怎麼樣）， 是模組化的基礎。

2017年 6 月 ，VirtualAPK 是滴滴開源的一套外掛化框架，支援幾乎所有的 Android 特性，四大元件方面。

2017 年 7 月，RePlugin是一套完整的、穩定的、適合全面使用的，佔坑類外掛化方案，由360手機衛士的RePlugin Team研發，也是業內首個提出”全面外掛化“（全面特性、全面相容、全面使用）的方案。

基礎

介紹完Android外掛化的歷史，接下來講一講Android外掛化需要的Android系統底層知識。在座的基本都是做Android開發出身，或許有一半到三分之一是資深的，還有的只做了一兩年，希望對外掛化有更深的認識。要想完全明白外掛化技術，首先需要了解Android系統的底層實現。

首先，做Android系統原始碼的人應該非常熟悉Binder，如果沒有它真的寸步難行。Binder涉及兩層技術。你可以認為它是一箇中介者模式，在客戶端和伺服器端之間，Binder就起到中介的作用，這是我這段時間對Binder的思考。要實現四大元件的外掛化，就需要在Binder上做修改。Binder服務端的內容沒辦法修改，只能改客戶端的程式碼。四大元件每個元件的客戶端都不太一樣，這個需要大家自己去發現，時間關係，這裡就不多說了。

學習Binder的最好方式就是AIDL。你可以讀到很多關於AIDL的資料，通過制訂一個aidl檔案自動生成一個Java類，研究一下這個Java類的每個方法和變數，然後再反過來看四大元件，其實都是跟AIDL差不多的方式。

其次，是App打包的流程。程式碼寫完了，執行一次打包操作，中途經歷了資源打包、dex生成、簽名等過程。其中最重要的就是資源的打包，即AAPT這一步，如果宿主和外掛的資源id衝突，一種解決辦法就是在這裡做修改。

第三，App在手機上的安裝流程也很重要。熟悉安裝流程不僅對外掛化有幫助，在遇到安裝bug的時候也非常重要。手機安裝App的時候，經常會有下載異常，提示資源包不能解析，這時需要知道安裝App的這段程式碼在什麼地方，這只是第一步。第二步需要知道，App下載到本地後，具體要做哪些事情。手機有些目錄不能訪問，App下載到本地之後，放到哪個目錄下，然後會生成哪些檔案。外掛化有個增量更新的概念，如何下載一個增量包，從本地具體哪個位置取出一個包，這個包的具體命名規則是什麼，等等。這些細節都必須要清楚明白。

第四，是App的啟動流程。Activity啟動有幾種方式？一種是寫一個startActivity，第二種是點選手機App，通過手機系統裡的Launcher機制，啟動App裡預設的Activity。通常，App開發人員喜聞樂見的方式是第二種。那麼第一種方式的啟動原理是什麼呢？另外，啟動的時候，main函式在哪裡？這個main函式的位置很重要，我們可以對它所在的類做修改，從而實現外掛化。

第五點更重要，做Android外掛化需要控制兩個地方。首先是外掛Dex的載入，如何把外掛Dex中的類載入到記憶體？另外是資源載入的問題。外掛可能是apk也可能是so格式，不管哪一種，都不會生成R.id，從而沒辦法使用。這個問題有好幾種解決方案。一種是是重寫Context的getAsset、getResource之類的方法，偷換概念，讓外掛讀取外掛裡的資源，但缺點就是宿主和外掛的資源id會衝突，需要重寫AAPT。另一種是重寫AMS中儲存的外掛列表，從而讓宿主和外掛分別去載入各自的資源而不會衝突。第三種方法，就是打包後，執行一個指令碼，修改生成包中資源id。

第六點，在實施外掛化後，如何解決不同外掛的開發人員的工作區問題。比如，外掛1和外掛2，需要分別下載哪些程式碼，如何獨立執行？就像機票和火車票，如何只執行自己的外掛，而不執行別人的外掛？這是協同工作的問題。火車票和機票，這兩個Android團隊的各自工作區是不一樣的，這時候就要用到Gradle指令碼了，每個專案分別有各自的倉庫，有各自不同的打包指令碼，只需要把自己的外掛跟宿主專案一起打包執行起來，而不用引入其他外掛，還有更厲害的是，也可以把自己的外掛當作一個App來打包並執行。

上面介紹了外掛化的入門知識，一共六點，每一點都需要花大量時間去理解。否則，在面對外掛化專案的時候，很多地方你會一頭霧水。而只要理解了這六點核心，一切可迎刃而解。

類庫

1.DroidPlugin

是360手機助手在Android系統上實現了一種新的外掛機制

2.Android-Plugin-Framework

此專案是Android外掛開發框架完整原始碼及示例。用來通過動態載入的方式在宿主程式中執行外掛APK。

3.Small

世界那麼大，元件那麼小。Small，做最輕巧的跨平臺外掛化框架。裡面有很詳細的文件

4.dynamic-load-apk

Android 使用動態載入框架DL進行外掛化開發

5.AndroidDynamicLoader

Android 動態載入框架，他不是用代理 Activity 的方式實現而是用 Fragment 以及 Schema 的方式實現

6.DynamicAPK

實現Android App多apk外掛化和動態載入，支援資源分包和熱修復.攜程App的外掛化和動態載入框架.

7.ACDD

非代理Android動態部署框架

8.android-pluginmgr

不需要外掛規範的apk動態載入框架。

9. VirtualAPK

VirtualAPK是滴滴出行自研的一款優秀的外掛化框架。

10.android-pluginmgr

不需要外掛規範的apk動態載入框架。

11.RePlugin

RePlugin是一套完整的、穩定的、適合全面使用的，佔坑類外掛化方案，由360手機衛士的RePlugin Team研發，也是業內首個提出”全面外掛化“（全面特性、全面相容、全面使用）的方案。

主流框架

在 Android 中實現外掛化框架，需要解決的問題主要如下：

資源和程式碼的載入

Android 生命週期的管理和元件的註冊

宿主 APK 和外掛 APK 資源引用的衝突解決

下面分析幾個目前主流的開源框架，看看每個框架具體實現思路和優缺點。

DL 動態載入框架 ( 2014 年底)

GItHub:https://github.com/singwhatiwanna/dynamic-load-apk

DL支援的功能

1、plugin無需安裝即可由宿主調起。

2、支援用R訪問plugin資源

3、plugin支援Activity和FragmentActivity（未來還將支援其他元件）

4、基本無反射呼叫

5、外掛安裝後仍可獨立執行從而便於除錯

6、支援3種plugin對host的呼叫模式：

（1）無呼叫（但仍然可以用反射呼叫）。

（2）部分呼叫，host可公開部分介面供plugin呼叫。 這前兩種模式適用於plugin開發者無法獲得host程式碼的情況。

（3）完全呼叫，plugin可以完全呼叫host內容。這種模式適用於plugin開發者能獲得host程式碼的情況。

7、只需引入DL的一個jar包即可高效開發外掛，DL的工作過程對開發者完全透明

8、支援android2.x版本

DL框架原理

動態載入主要有兩個需要解決的複雜問題：資源的訪問和activity生命週期的管理，除此之外，還有很多坑爹的小問題，而DL框架很好地解決了這些問題。需要說明的一點是，我們不可能調起任何一個未安裝的apk，這在技術上是很難實現的，我們調起的apk必須受某種規範的約束，只有在這種約束下開發的apk，我們才能將其調起。

DroidPlugin ( 2015 年 8 月)

Github:https://github.com/DroidPluginTeam/DroidPlugin

DroidPlugin 是 360 手機助手實現的一種外掛化框架，它可以直接執行第三方的獨立 APK 檔案，完全不需要對 APK 進行修改或安裝。一種新的外掛機制，一種免安裝的執行機制，是一個沙箱（但是不完全的沙箱。就是對於使用者來說，並不知道他會把 apk 怎麼樣）， 是模組化的基礎。

DroidPlugin 外掛機制 :它可以在無需安裝、修改的情況下執行APK檔案,此機制對改進大型APP的架構，實現多團隊協作開發具有一定的好處。

專案新地址:DroidPlugin

定義：

HOST程式：外掛的宿主。

外掛：免安裝執行的APK

限制和缺陷:

無法在外掛中傳送具有自定義資源的Notification，例如：

a. 帶自定義RemoteLayout的Notification

b. 圖示通過R.drawable.XXX指定的通知（外掛系統會自動將其轉化為Bitmap）

無法在外掛中註冊一些具有特殊Intent Filter的Service、Activity、BroadcastReceiver、ContentProvider等元件以供Android系統、已經安裝的其他APP呼叫。

缺乏對Native層的Hook，對某些帶native程式碼的apk支援不好，可能無法執行。比如一部分遊戲無法當作外掛執行。

特點：

支援Androd 2.3以上系統

外掛APK完全不需做任何修改，可以獨立安裝執行、也可以做外掛執行。要以外掛模式執行某個APK，你無需重新編譯、無需知道其原始碼。

外掛的四大元件完全不需要在Host程式中註冊，支援Service、Activity、BroadcastReceiver、ContentProvider四大元件

外掛之間、Host程式與外掛之間會互相認為對方已經”安裝”在系統上了。

API低侵入性：極少的API。HOST程式只是需要一行程式碼即可整合Droid Plugin

超強隔離：外掛之間、外掛與Host之間完全的程式碼級別的隔離：不能互相呼叫對方的程式碼。通訊只能使用Android系統級別的通訊方法。

支援所有系統API

資源完全隔離：外掛之間、與Host之間實現了資源完全隔離，不會出現資源竄用的情況。

實現了程序管理，外掛的空程序會被及時回收，佔用記憶體低。

外掛的靜態廣播會被當作動態處理，如果外掛沒有執行（即沒有外掛程序執行），其靜態廣播也永遠不會被觸發。

Small ( 2015 年底)

Github:https://github.com/wequick/Small

官網：http://code.wequick.net/Small

Small 是一種實現輕巧的跨平臺外掛化框架，基於“輕量、透明、極小化、跨平臺”的理念

優點如下：

1.所有外掛支援內建宿主包中。

2.外掛的編碼和資原始檔的使用與普通開發應用沒有差別。

3.通過設定 URI ，宿主以及 Native 應用外掛，Web 外掛，線上網頁等能夠方便進行通訊。

4.支援 Android 、 iOS 、和 Html5 ，三者可以通過同一套 Javascript 介面實現通訊。

缺點如下：

暫不支援 Service 的動態註冊，不過這個可以通過將 Service 預先註冊在宿主的 AndroidManifest.xml 檔案中進行規避，因為 Service 的更新頻率通常非常低。

VirtualAPK(2017年 6 月 )

VirtualAPK 是滴滴開源的一套外掛化框架，支援幾乎所有的 Android 特性，四大元件方面。

原理：

VirtualAPK 對外掛沒有額外的約束，原生的 apk 即可作為外掛。外掛工程編譯生成 apk後，即可通過宿主 App 載入，每個外掛 apk 被載入後，都會在宿主中建立一個單獨的 LoadedPlugin 物件。如下圖所示，通過這些 LoadedPlugin 物件，VirtualAPK 就可以管理外掛並賦予外掛新的意義，使其可以像手機中安裝過的 App 一樣執行。

合併宿主和外掛的ClassLoader 需要注意的是，外掛中的類不可以和宿主重複

合併外掛和宿主的資源 重設外掛資源的 packageId，將外掛資源和宿主資源合併

去除外掛包對宿主的引用 構建時通過 Gradle 外掛去除外掛對宿主的程式碼以及資源的引用

特性如下：

四大元件均不需要在宿主manifest中預註冊，每個元件都有完整的生命週期。

1.Activity：支援顯示和隱式呼叫，支援Activity的theme和LaunchMode，支援透明主題；

2.Service：支援顯示和隱式呼叫，支援Service的start、stop、bind和unbind，並支援跨程序bind外掛中的Service；

3.Receiver：支援靜態註冊和動態註冊的Receiver；

4.ContentProvider：支援provider的所有操作，包括CRUD和call方法等，支援跨程序訪問外掛中的Provider。

5.自定義View：支援自定義 View，支援自定義屬性和style，支援動畫；

6.PendingIntent：支援PendingIntent以及和其相關的Alarm、Notification和AppWidget；

7.支援外掛Application以及外掛manifest中的meta-data；

8.支援外掛中的so。

優秀的相容性

相容市面上幾乎所有的Android手機，這一點已經在滴滴出行客戶端中得到驗證。

資源方面適配小米、Vivo、Nubia 等，對未知機型採用自適應適配方案。

極少的 Binder Hook，目前僅僅 hook了兩個Binder：AMS和IContentProvider，hook 過程做了充分的相容性適配。

外掛執行邏輯和宿主隔離，確保框架的任何問題都不會影響宿主的正常執行。

RePlugin(2017 年 7 月)

GitHub:https://github.com/Qihoo360/RePlugin

RePlugin是一套完整的、穩定的、適合全面使用的，佔坑類外掛化方案，由360手機衛士的RePlugin Team研發，也是業內首個提出”全面外掛化“（全面特性、全面相容、全面使用）的方案。

其主要優勢有：

極其靈活：主程式無需升級（無需在Manifest中預埋元件），即可支援新增的四大元件，甚至全新的外掛

非常穩定：Hook點僅有一處（ClassLoader），無任何Binder Hook！如此可做到其崩潰率僅為“萬分之一”，並完美相容市面上近乎所有的Android ROM

特性豐富：支援近乎所有在“單品”開發時的特性。包括靜態Receiver、Task-Affinity坑位、自定義Theme、程序坑位、AppCompat、DataBinding等

易於整合：無論外掛還是主程式，只需“數行”就能完成接入

管理成熟：擁有成熟穩定的“外掛管理方案”，支援外掛安裝、升級、解除安裝、版本管理，甚至包括程序通訊、協議版本、安全校驗等

數億支撐：有360手機衛士龐大的數億使用者做支撐，三年多的殘酷驗證，確保App用到的方案是最穩定、最適合使用的

截止2017年6月底，RePlugin的：

特性描述

外掛數103（核心57個）

外掛佔應用比高達83%

年發版次數高達596次（工作日均2次）

崩潰率萬分之一（0.01%），極低

時間2014年應用，3年驗證

目前360公司幾乎所有的億級使用者量的APP，以及多款主流第三方APP，都採用了RePlugin方案。

有關RePlugin的詳細介紹，請點選這裡閱讀《RePlugin 官方 WiKi》。

特性

特性描述

元件四大元件（含靜態Receiver）

升級無需改主程式Manifest完美支援

Android特性支援近乎所有（包括SO庫等）

TaskAffinity & 多程序支援（坑位方案）**

外掛型別支援自帶外掛（自識別）、外接外掛**

外掛間耦合支援Binder、Class Loader、資源等

程序間通訊支援同步、非同步、Binder、廣播等

自定義Theme & AppComat支援

DataBinding支援

安全校驗支援

資源方案獨立資源 + Context傳遞（相對穩定）

Android 版本API Level 9+ （2.3及以上）

參考文章

APK動態載入框架（DL）解析

Android外掛化從入門到放棄-最強合集

包建強的無線技術空間，寫給Android App 開發人員看的 Android 底層知識 置頂8篇

有關Android外掛化思考

Android外掛化原理解析

Android外掛化：從入門到放棄

Android部落格週刊專題之-外掛化開發

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