阿里巴巴 「百川解碼「第一期精彩回顧：熱修復的坑和阿里的解

熱修復是不少開發者關心的技術，8月27日晚，阿里百川組織了「百川解碼」在線直播，以「熱修復的坑和阿里的解」爲主題，邀請了三位業界嘉賓對熱修復技術進行了探討，並介紹了阿里百川全面接受公測的熱修復解決方案：阿里百川HotFix，就網友提出的相關問題進行了解答。本文是這次直播的精彩回顧。

嘉賓簡介

歩川，阿里巴巴資深開發工程師，《讓App像Web同樣發佈新版本》一文做者，在OPPO從事Android Framework兩年，騰訊QQ空間工做一年半，熱衷研究安卓熱補丁方案。目前在手機淘寶終端架構，主要負責動態部署加強和優化、存儲相關工做。

劉昭，中華英才網Android技術負責人，具備豐富的移動開發經驗，崇尚開源社區文化，關注性能優化、研發效率、熱修復、插件化、數據驅動等，善於評估技術方案，解決疑難雜症。

澤胤，阿里巴巴無線技術專家，阿里百川HotFix項目負責人，無線事業部初創技術員工之一。經歷阿里巴巴無線技術從小到大的整個過程，參與過多個無線的重要項目，包括無線的H5建站，無線統一接入層，阿里的無線PUSH系統，以及初版的Android客戶端等。主要技術方向是在線高併發和高可用性的維護與實現。

1. 熱修復是什麼

劉昭認爲，熱修復是在應用的App包發佈到市場以後，出現了Bug，無需替換包來進行在線更新的一種技術，對用戶是無感知的。

澤胤認爲，談到熱修復，就應該和動態部署的概念進行區分。熱修復是特指對微小改動進行修復的一個技術，它強調快速和無感的修復。而動態部署會複雜更多，它涵蓋的東西也更多，但核心的技術仍是熱修復技術。

步川認爲，熱修復能夠從技術上來理解並和動態部署進行區分。他提到，目前廣義上有兩種方案能夠實現代碼的替換，一種是類的替換，基於Classloader，另外一種是方法的替換，而這兩種方式各有優缺點。

方法的替換：只能替換方法的內容，因此不可以對要patch的類進行方法的新增和刪除；但同時，方法的替換能夠在應用不重啓的狀況下實現。它包小、快速、功能單1、比較輕量，這種方案是熱修復。
類的替換：能夠修改類結構，功能更加的強大；可是必需要重啓一次纔會有效，由於已經加載過的類是不可以被替換的。這種方案叫作「動態部署」。它幾乎可以適應任何代碼的變動，因此很適合進行業務功能的迭代。

1. 熱修復技術對比

目前，業內有不少的熱修復方案，步川就熱修復技術向觀衆進行了對比講解。他提到，從廣義上來說，熱修復的實現方式能夠被分爲類的替換和方法的替換。

類的替換

如圖1所示，APK包中包含了代碼和資源，代碼存放在classes.dex中，資源存放在APK的res目錄下，系統會經過ClassLoader裝載classes.dex來進行類加載。若是有多個classes.dex，那麼這多個classes.dex會在ClassLoader中會用數組的形式來進行組織，而後從前日後進行遍歷查找。

圖1

一種具體的方案如圖2所示，是利用多dex從前日後遍歷的有序特性，把patch.dex插入到數組的最前面，對patch進行有限查找，達到替換的目的，這時候就會出現preverify問題，爲了繞過這個問題，就必須往每一個類的構造函數裏面進行插樁防止安裝期間的校驗，把校驗從編譯期間移動到了運行期間，致使運行期間每加載一個類，都要進行校驗和優化，下降了運行性能。

圖2

劉昭認爲，這種方案利用了ClassLoader，思想是比較好的，可是若是工程中的類比較多，就會在性能上形成比較大的影響。同時，有可能會致使patch包比較大。

步川提到，爲了解決上述性能問題，出現了另外一種方案，如圖3所示：就是全量替換dex，下發一個patch.dex，而後把原來的dex和下發的patch.dex，合成一個新的全量dex，這個dex會全量替換原來的dex，最終本質上也只會在這個全量的dex中查找，從而不會出現preverify問題，因此這種方案不用插入構造函數，不會影響性能。可是，這種方案的包也可能會比較大，只改動了一行代碼，也必須合成一個全量的dex，如圖4所示，而後再dexopt出一個全量的odex。

圖3

圖4

方法的替換

如圖5所示，方法的替換的原理以下：在Android底層，有個數據結構記錄着類的信息，好比成員變量的個數，方法的個數，每一個方法的code執行地址，程序運行的時候會根據這個地址跳轉到具體的code區域執行代碼。方法的替換就是替換這些地址，把地址指向另外一個類的方法，從而達到了替換的目的。這種方式的包比較小，並且也不須要插樁來影響性能，可是它沒法修改類的結構（好比方法數的增刪），並且有可能會有兼容性問題，例如廠商修改了類和方法的底層結構。

圖5

因此基於他們的優勢和限制，區分熱修復和動態部署這兩種場景，能夠在這兩種不一樣的狀況下，選擇最優的方案，達到修復的目的。

1. 如何選擇熱修復技術方案

劉昭認爲，熱修復技術方案的選擇應該對應具體的使用場景。在patch包的數量、大小方面，HotFix是佔優點的；可是HotFix不能新增類、新增字段（下文澤胤有迴應），從這個角度考慮，ClassLoader更好，可是會有必定的性能損耗；合成dex的方式，則須要知道用戶手機的ROM有多大，能不能提供20多M的空間來。

1. 基於AndFix的阿里百川HotFix作了哪些優化工做

阿里百川HotFix是基於AndFix的，澤胤提到，手機淘寶（下文簡稱「手淘」）對於Andfix實踐了大約一年左右，在工程和技術上作了一些改善，提升了其在穩定性、周邊工具鏈的性能和穩定性等方面的表現，使得這項技術更加成熟，同時也解決了不能新增類等問題，併成功落地手淘App。

具體的優化工做包括：在產品化方面，接入簡單，2行代碼便可接入，通常開發者1個小時便可徹底跑通流程，大大下降工程成本；提供了相對完善的周邊工具鏈，經過後臺操做自由控制patch發佈，最大化保證用戶體驗。針對patch打包慢的問題進行優化，持續在工具鏈方面進行優化；在「打包工具交互」方面，開發了一個獨立的可執行文件，能夠在工程裏面，用GRADLE、ANT中集成，甚至在JENKINS裏面去執行，提升了靈活性。

在產品化方面，接入簡單，2行代碼便可接入，通常開發者1個小時便可徹底跑通流程，大大下降工程成本；提供了相對完善的周邊工具鏈，經過後臺操做自由控制patch發佈，最大化保證用戶體驗。

在安全方面，澤胤也作了說明：第一，阿里會提供一個私有RSA加密的功能，開發者在本地打出包之後用本身的RSA密鑰對中的私鑰加密，而後上傳百川平臺，再在SDK中放置本身的公鑰做爲解碼用，這樣上傳的內容徹底加密確保絕對的信息安全，且不會被阿里看到；第二，傳輸層面，在設計上採用兩級的加密，動態密鑰和靜態密鑰相結合，所以網絡攔截沒法竊取到包內容。

1. 熱修復的將來

從商業價值上來說，開發者目前很是須要熱修復技術，因此有必定的價值，可是將來，若是官方提供相應的功能，或者說React Native 等技術減弱了開發者對熱修復技術的依賴，則會對熱修復的技術產品形成衝擊。對於這樣的狀況，澤胤認爲，做爲技術人員，要不斷學習進步。一項技術若是沒有了被使用的價值，那麼它是應該被淘汰掉的，例如歷史上不少編程語言或者技術的消亡。澤胤表示，產品的迭代和消亡也是很正常的。很樂意看到有新的，知足開發者需求的技術能夠代替老的技術。

步川認爲，從方案講，熱修復和動態部署不是互相排斥的，在特定的場景下二者均可以作到最優，配合使用更佳。手淘同時使用這兩項技術，用熱修復解決Bug，用動態部署來迭代業務，相互配合好則會達到很完美的狀態。

劉昭提出，Android Studio 2.0以後，提供了Instant Run這樣的功能，從思想上來說是很是好地解決了熱修復patch的問題，以後的熱修復有沒有可能借鑑其思想？對於這個問題，步川認爲，Instant Run的更新力度比較大，同時又在代碼中增長了預埋邏輯，侵入性比較大。若基於Class Loader來開發一個工具，或許會更簡單。

1. 阿里百川HotFix開始公測

澤胤提到，市場上缺乏阿里百川HotFix這樣的產品，雖然熱修復原理解析不少，可是真正難的是把這項技術作成熟、作穩定。基於手淘App這個大平臺，由工程實踐出來的阿里百川HotFix產品，能夠推出獨立的服務來知足市場上的需求。澤胤提到，阿里百川會有專門的團隊持續跟進該產品，解決問題，吸納用戶意見。

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