VirtualAPK 滴滴出行自研 优秀的插件化框架

Question

VirtualAPK 是滴滴出行自研的一款优秀的插件化框架，通过将业务模块插件化，可随时更新插件来发布新功能，具备版本随时发布的能力。

VirtualAPK 的特性

功能完备

• 支持几乎所有的 Android 特性；
• 四大组件方面

四大组件均不需要在宿主 manifest 中预注册，每个组件都有完整的生命周期。

1. Activity：支持显示和隐式调用，支持 Activity 的theme和LaunchMode，支持透明主题；
2. Service：支持显示和隐式调用，支持Service的start、stop、bind和unbind，并支持跨进程bind插件中的Service；
3. Receiver：支持静态注册和动态注册的Receiver；
4. ContentProvider：支持provider的所有操作，包括CRUD和call方法等，支持跨进程访问插件中的Provider。

• 自定义View：支持自定义View，支持自定义属性和style，支持动画；
• PendingIntent：支持PendingIntent以及和其相关的Alarm、Notification和AppWidget；
• 支持插件Application以及插件manifest中的meta-data；
• 支持插件中的so。

优秀的兼容性

• 兼容市面上几乎所有的Android手机，这一点已经在滴滴出行客户端中得到验证；
• 资源方面适配小米、Vivo、Nubia等，对未知机型采用自适应适配方案；
• 极少的Binder Hook，目前仅仅hook了两个Binder：AMS和IContentProvider，hook过程做了充分的兼容性适配；
• 插件运行逻辑和宿主隔离，确保框架的任何问题都不会影响宿主的正常运行。

入侵性极低

• 插件开发等同于原生开发，四大组件无需继承特定的基类；
• 精简的插件包，插件可以依赖宿主中的代码和资源，也可以不依赖；
• 插件的构建过程简单，通过Gradle插件来完成插件的构建，整个过程对开发者透明。

VirtualAPK 和主流开源框架的对比

如下是VirtualAPK和主流的插件化框架之间的对比。

特性	DynamicLoadApk	DynamicAPK	Small	DroidPlugin	VirtualAPK
支持四大组件	只支持Activity	只支持Activity	只支持Activity	全支持	全支持
组件无需在宿主manifest中预注册	√	×	√	√	√
插件可以依赖宿主	√	√	√	×	√
支持PendingIntent	×	×	×	√	√
Android特性支持	大部分	大部分	大部分	几乎全部	几乎全部
兼容性适配	一般	一般	中等	高	高
插件构建	无	部署aapt	Gradle插件	无	Gradle插件

为什么选择VirtualAPK？

已经有那么多优秀的开源的插件化框架，滴滴为什么要重新造一个轮子呢？

1. 大部分开源框架所支持的功能还不够全面 除了DroidPlugin，大部分都只支持Activity。

2. 兼容性问题严重，大部分开源方案不够健壮 由于国内Rom尝试深度定制Android系统，这导致插件框架的兼容性问题特别多，而目前已有的开源方案中，除了DroidPlugin，其他方案对兼容性问题的适配程度是不足的。

3. 已有的开源方案不适合滴滴的业务场景 虽然说DroidPlugin从功能的完整性和兼容性上来看，是一款非常完善的插件框架，然而它的使用场景和滴滴的业务不符。

DroidPlugin侧重于加载第三方独立插件，比如微信，并且插件不能访问宿主的代码和资源。而在滴滴打车中，其他业务模块均需要宿主提供的订单、定位、账号等数据，因此插件不可能和宿主没有交互。

其实在大部分产品中，一个业务模块实际上并不能轻而易举地独立出来，它们往往都会和宿主有交互，在这种情况下，DroidPlugin就有点力不从心了。

基于上述几点，我们只能重新造一个轮子，它不但功能全面、兼容性好，还必须能够适用于有耦合的业务插件，这就是VirtualAPK存在的意义。

在加载耦合插件方面，VirtualAPK是开源方案的首选，推荐大家使用。

通俗易懂地说

1. 如果你是要加载微信、支付宝等第三方APP，那么推荐选择DroidPlugin；
2. 如果你是要加载一个内部业务模块，并且这个业务模块很难从主工程中解耦，那么VirtualAPK是最好的选择。

抽象地说

1. 如果你要加载一个插件，并且这个插件无需和宿主有任何耦合，也无需和宿主进行通信，并且你也不想对这个插件重新打包，那么推荐选择DroidPlugin；
2. 除此之外，在同类的开源中，推荐大家选择VirtualAPK。

VirtualAPK 的工作过程

VirtualAPK 对插件没有额外的约束，原生的 apk 即可作为插件。插件工程编译生成apk后，即可通过宿主 App 加载，每个插件apk被加载后，都会在宿主中创建一个单独的 LoadedPlugin 对象。如下图所示，通过这些 LoadedPlugin 对象，VirtualAPK 就可以管理插件并赋予插件新的意义，使其可以像手机中安装过的App一样运行。

如何使用

第一步： 初始化插件引擎

@Override
protected void attachBaseContext(Context base) {
  super.attachBaseContext(base);
  PluginManager.getInstance(base).init();
}

第二步：加载插件

public class PluginManager {
  public void loadPlugin(File apk);
}

当插件入口被调用后，插件的后续逻辑均不需要宿主干预，均走原生的Android流程。 比如，在插件内部，如下代码将正确执行：

@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
  super.onCreate(savedInstanceState);
  setContentView(R.layout.activity_book_manager);
  LinearLayout holder = (LinearLayout)findViewById(R.id.holder);
  TextView imei = (TextView)findViewById(R.id.imei);
  imei.setText(IDUtil.getUUID(this));

  // bind service in plugin
  Intent service = new Intent(this, BookManagerService.class);
  bindService(service, mConnection, Context.BIND_AUTO_CREATE);

  // start activity in plugin
  Intent intent = new Intent(this, TCPClientActivity.class);
  startActivity(intent);
}

探究原理

基本原理

• 合并宿主和插件的ClassLoader 需要注意的是，插件中的类不可以和宿主重复
• 合并插件和宿主的资源 重设插件资源的packageId，将插件资源和宿主资源合并
• 去除插件包对宿主的引用 构建时通过Gradle插件去除插件对宿主的代码以及资源的引用

四大组件的实现原理

• Activity 采用宿主manifest中占坑的方式来绕过系统校验，然后再加载真正的activity；
• Service 动态代理AMS，拦截service相关的请求，将其中转给 Service Runtime去处理，Service Runtime会接管系统的所有操作；
• Receiver 将插件中静态注册的 receiver 重新注册一遍；
• ContentProvider 动态代理 IContentProvider，拦截 provider 相关的请求，将其中转给 Provider Runtime去处理，Provider Runtime会接管系统的所有操作。

如下是VirtualAPK的整体架构图，更详细的内容请大家 阅读源码。

原文：https://didi.github.io/virtual-apk.html