Android插件化之动态库、私有文件加载详解

2023-11-19 21:43:30

前言

上一篇我们实现了插件的皮毛，本打算兼并火狐浏览器的GeckoView，作为webview的又一个可选替代，但没能成功，加载动态库时总是失败。怪只怪功力不够深厚。最近又要给tesseract做一个插件，那就趁此机会再续前篇，把插件化做完整，并且深挖一些细节，以期对需要了解插件化技术的同学有所帮助。

加载native库

要使用JNI开发，首先要知道如何加载native库，也就是c++编写的代码，也是so库。在旧时代，我们是通过System.loadLibrary("xxx")来加载native库，缺点是无法检查加载是否成功。新时代，我们有System.load()。这个方法有2个参数：1是lib名字，必须与lib前缀的so库文件名一致；2是可变参数，每个元素代表一个搜索路径。如果加载成功，函数返回lib句柄，也就是native代码函数所在内存地址，加载失败返回0。可以利用System.load()特性，写一个通用的so库加载方法。

public static int loadLib(String libName, String... libraryPaths) {
    for (String libraryPath : libraryPaths) {
        File file = new File(libraryPath);
        if (!file.exists()) {
            continue;
        }
        try {
            System.load(new File(file, "lib" + libName + ".so").getAbsolutePath());
            return 0;
        } catch (Throwable e) {
            Log.e(TAG, "loadLib error: " + e.toString());
        }
    }
    return -1;
}

记得把加载结果打印出来，便于出错时排查问题。

Android 6.0及以上版本检查SO库版本

在Android 6.0及以上版本，我们还需要检测so库的版本。只要我们新增了native层功能，我们就得升级so库，或者换句话说，so库版本号发生变化了。这时，我们需要检测so库版本，确保apk和so库版本一致，不一致就升级插件。如何升级，这里暂不讨论，请读者自行解决，难度也不大。

so库版本存储在so库里的一个段里，可以用readelf -s查看。插件jar包里so库的版本从插件jar包apk文件中查看，apk文件的manifest部分有版本信息，对应的节点是<meta-data android:name="android.native.version" android:value="1"/>，其中value就是so库版本号。

下面是检测so库版本的方法。

private int checkLibVersion(Context context, String libName) {
    String soVersion = getSoVersion(context, libName);
    if (TextUtils.isEmpty(soVersion)) {
        return -1;
    }
    String metaData = AndroidPlugin.getInstance(context).getPluginApkMetaData(PLUGIN_LIB_VERSION);
    if (TextUtils.isEmpty(metaData)) {
        return -1;
    }
    int oldVersion = Integer.parseInt(metaData);
    int newVersion = Integer.parseInt(soVersion);
    if (oldVersion == newVersion) {
        return 0;
    }
    return -2;
}

private String getSoVersion(Context context, String libName) {
    String[] abis = getSupportedAbis();
    String version = null;
    for (String abi : abis) {
        version = getSoVersion(context, libName, abi);
        if (!TextUtils.isEmpty(version)) {
            break;
        }
    }
    return version;
}

private String getSoVersion(Context context, String libName, String abi) {
    String nativeLibDir = context.getApplicationInfo().nativeLibraryDir;
    if (TextUtils.isEmpty(nativeLibDir)) {
        return null;
    }
    File file = new File(nativeLibDir, abi + "/" + "lib" + libName + ".so");
    if (!file.exists()) {
        return null;
    }
    try {
        ProcessBuilder processBuilder = new ProcessBuilder("readelf", "-s", file.getAbsolutePath());
        Process process = processBuilder.start();
        BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(process.getInputStream()));
        String line;
        while ((line = br.readLine()) != null) {
            if (line.startsWith("Version:")) {
                return line.substring(8).trim();
            }
        }
        br.close();
        process.waitFor();
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }
    return null;
}

加载私有文件

通过插件化，我们完全可以加载私有文件。思路和加载native库一样，只不过我们加载的是其他apk中的资源文件，而不是so库。资源文件可以是任意格式，比如图片、文字、配置文件等，在插件apk的AndroidManifest.xml文件里配置即可。

<manifest>
    <application>
        <meta-data android:name="assets" android:value="assets/123.txt"/>
    </application>
</manifest>

在宿主的代码里，调用Context.getAssets()方法获取apk的assets目录，然后根据资源路径打开文件即可。

AssetManager assetManager = context.getAssets();
InputStream is = assetManager.open("123.txt");

插件化实现的难点在于，我们需要能找到包含资源的apk。不同于so库，资源文件的路径无法写死，不同apk安装在手机上的位置也不同。这时，我们需要借助AndroidPlugin里的apk查找功能。AndroidPlugin可以帮助我们找到已安装的插件apk，有了apk，我们就能获取其assets目录。需要注意的是，有些资源文件是放在raw目录的，而不是assets目录，这需要我们根据具体情况做特殊处理。