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jary，貨拉拉高級客戶端工程師，目前負責貨拉拉App Android端穩(wěn)定性提升，包體積優(yōu)化相關(guān)工作。

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1. 前言

• 隨著公司業(yè)務(wù)的擴展，貨拉拉用戶端apk包的體積也不斷變大，過去一年，用戶端android組進行了大量的瘦身工作，取得了較為顯著的成果。再使用常規(guī)方法，已經(jīng)很難優(yōu)化包體積了。
• 我們可以把一些使用頻率相對較低的資源不打包進apk，并在需要時下載到本地（例如動畫文件，字體，zip壓縮包，so庫等）
• 我們注意到，貨拉拉用戶端apk中，使用了35個以上的so庫，并且都支持arm64-v8a和armeabi-v7a這2種abi，結(jié)果就是so體積成倍上漲。用戶端生產(chǎn)環(huán)境下的apk，解壓縮后，存放so包的lib目錄，占據(jù)了整個應(yīng)用41%的大小。
• 因此動態(tài)資源管理系統(tǒng)是下一個優(yōu)化的重點，動畫，字體和zip包只是普通文件，完全可以支持動態(tài)下載并使用。而so文件本質(zhì)上就是一種可動態(tài)加載并執(zhí)行的文件，將 so文件動態(tài)下發(fā)是切實可行的，但是要將它從 apk中剔除并保證穩(wěn)定性并不是一件易事。

2. 行業(yè)方案

• 未找到現(xiàn)成的github項目或者三方sdk方案，來實現(xiàn)動態(tài)資源管理。
• 部分博客提供了動態(tài)管理so文件的思路，但是缺少完整流程。
• 行業(yè)目前并未提供完整的成熟方案供我們使用，需要我們自己造輪子。

3. 功能和方案

• 實現(xiàn)功能

• 資源分類，預定義了字體，幀動畫，so這3種內(nèi)置資源，以及單個文件，多個文件這2種可自定義資源。
• 提供通用的加載動態(tài)資源方法，所有資源均可由此加載。
• 內(nèi)置資源，提供默認的應(yīng)用方法，外部可以直接應(yīng)用。自定義資源，用戶自行決定如何應(yīng)用。
• 對于所有資源，提供可配置的方便快捷打包方式，減少手動操作。

• 幾個概念

• 資源加載：將動態(tài)資源通過下載，校驗，解壓等方式，映射到本地文件的過程。

該過程對所有資源通用，sdk使用方無需修改資源加載方式。

• 資源應(yīng)用：動態(tài)資源對應(yīng)的本地文件應(yīng)用到具體業(yè)務(wù)中。例如動態(tài)字體資源的應(yīng)用，就是為TextView設(shè)置一個新的字體。

該過程每個資源不同，sdk使用方無需修改內(nèi)置資源的應(yīng)用方式，對于自定義資源，需要使用方自行決定應(yīng)用方式。

• 資源打包：包括生成一個待上傳的資源文件，以及生成資源的Java描述(DynamicPkgInfo類)。so資源還包含了一些方法的hook操作。

該過程對所有資源都適用，統(tǒng)一使用可配置的dynamic_plugin插件完成。sdk使用方無需修改資源打包方式，但是可通過配置dyanmic_plugin.gradle文件，配置打包過程。

• 通用資源加載

• 如何確定資源已經(jīng)下載過了，避免重復下載？

Java代碼中，使用DynamicPkgInfo類來描述資源，該類中包含了資源的版本號。我們比較該類和本地數(shù)據(jù)庫中的資源版本號，如果不同，才會下載資源。

• 下載資源是否提供多線程下載，斷點續(xù)傳等功能？

本sdk只提供了下載接口，未提供實際下載功能，因此如需這些功能，需要調(diào)用者自己實現(xiàn)。

• 如何校驗資源，防止被篡改？

DynamicPkgInfo類中包含了資源校驗信息，我們利用該類，對下載好的文件進行md5碼，文件長度，文件名稱的校驗。

• 如何判斷資源是否壓縮包，以及如何解壓縮？

目前簡單的采用后綴名是否為.zip判斷，使用使用Java內(nèi)置java.util.zip包下工具解壓。

• 如何校驗解壓后的資源子文件，防止被篡改？

DynamicPkgInfo同樣包含了zip包中所有子文件的校驗信息，我們利用它，來校驗所有解壓后的文件。

資源應(yīng)用

• 字體資源應(yīng)用，從加載好的本地文件中，創(chuàng)建系統(tǒng)Typeface字體對象，并設(shè)置到TextView上。
• 幀動畫資源應(yīng)用，從加載好的本地文件中，創(chuàng)建系統(tǒng)AnimationDrawable幀動畫對象，并設(shè)置到ImageView上。
• 字體和幀動畫資源的應(yīng)用流程，見第5章，內(nèi)置資源應(yīng)用流程。
• so資源應(yīng)用流程，見第7章，so資源加載和應(yīng)用解決方案。
• 自定義資源的應(yīng)用，需要sdk使用者自己定義。

• 資源打包

我們使用dynamic_plugin gradle插件來完成所有資源的打包。

• 字體資源打包

• 掃描輸入目錄字體文件，將他們拷貝到輸出目錄。
• 為每個字體生成一個DynamicPkgInfo類的常量，代表該動態(tài)資源。

• 幀動畫資源打包

• 掃描輸入目錄幀動畫文件夾，將它們逐個壓縮，并將壓縮包輸出到指定目錄。
• 為每一組幀動畫生成一個DynamicPkgInfo類的常量，代表該動態(tài)資源。

• so資源打包

• Hook系統(tǒng)System.loadLibrary方法的調(diào)用。
• 系統(tǒng)打包流程中，刪除配置文件指定so文件，并將他們拷貝到指定目錄。
• 掃描上面的so文件目錄，將他們逐個壓縮，并將壓縮包輸出到指定目錄。
• 為每一個so壓縮包生產(chǎn)一個DynamicPkgInfo類的常量，代表該動態(tài)資源。

• 自定義資源打包

• 單個文件的資源打包同字體資源
• 多個文件的資源打包同幀動畫資源

• 運行產(chǎn)物

• 下圖為該打包插件運行一次之后的產(chǎn)物。
• input目錄，所有待打包資源的存放目錄，我們需要手動把要打包的資源拷貝這里，例如字體文件拷貝到input/typeface目錄下。注意so資源會在打包過程中，自動生成，無需手動處理。
• output目錄，則是打包出來的產(chǎn)物，包括字體資源，so資源，幀動畫資源等，我們可以手動將此目錄下的打包后資源上傳到服務(wù)器。
• DynamicResConst.java文件，該文件中生成了所有資源的信息。

• DynamicResConst.java文件的內(nèi)容，我們在這里也稍微看一下，圖中為字體資源和幀動畫資源的java描述。可以看到所有動態(tài)資源，都用DynamicPkgInfo類來描述。
• 單個文件資源，包含了資源的id，文件名稱，資源類型，下載地址，版本號，文件長度以及md5碼。
• 多個文件資源，除了包含上述信息外。還包含了該壓縮包解壓后，里面每個文件的名稱，文件長度以及md5碼

4. 整體架構(gòu)

由于整個系統(tǒng)功能較復雜，我們將其分為3個module。

• lib_dynamic_base：只包含md5,壓縮解壓等通用操作以及代表資源的實體類DynamicPkgInfo，該module為后面2個module的基礎(chǔ)。
• lib_dynamic_res：提供了資源的加載和應(yīng)用功能，目前包含字體資源，幀動畫資源，so資源以及自定義資源。
• dynamic_plugin：為一個gradle plugin工程，提供了資源打包功能。

• lib_dynamic_res模塊架構(gòu)

該庫包括了動態(tài)資源加載和應(yīng)用全過程，我們分為5層實現(xiàn)

• 外部接口層，主要為加載管理器和加載監(jiān)聽器，提供了所有外部的接口。
• 資源應(yīng)用層，封裝了幾種內(nèi)置動態(tài)資源的應(yīng)用，字體資源，幀動畫資源，so資源。
• 加載流程層，具體完成了資源的加載過程，主要采用狀態(tài)模式實現(xiàn)，包括一個狀態(tài)管理器，以及各種狀態(tài)，例如檢查本地版本狀態(tài)，下載狀態(tài)，校驗文件狀態(tài)等。
• 接口隔離層，主要是一些功能接口，例如下載功能，解壓縮功能，上報功能等，隔離了底層實現(xiàn)。
• 具體實現(xiàn)層，各個具體功能的實現(xiàn)，例如數(shù)據(jù)庫操作，java zip庫等。

• dynamic_plugin插件架構(gòu)

• 系統(tǒng)插件層，主要為系統(tǒng)gradle plugin的實現(xiàn)，以及對dynamic_plugin.gradle配置文件的讀取和解析
• 任務(wù)模塊層，包含了各個任務(wù)，例如刪除并拷貝so文件任務(wù)，壓縮zip包任務(wù)等。
• 底層實現(xiàn)層，包含了具體功能的實現(xiàn)，例如asm框架和transform api，zip壓縮，javepoet代碼生成等。

5. 通用資源加載，內(nèi)置資源應(yīng)用流程

• 通用資源加載主流程

加載普通資源的主流程如下，首先判斷資源包指定版本號和本地數(shù)據(jù)庫版本號是否相同，如果想同，進入本地資源校驗流程，否則進入下載流程。

• 下載校驗解壓流程

• 我們首先調(diào)用下載接口下載資源。
• 如果下載成功，我們校驗下載文件，下載失敗，則嘗試刪除文件，并直接跳到失敗結(jié)果。
• 校驗下載文件成功，我們在判斷是否為zip文件，對于zip文件，我們執(zhí)行解壓縮操作，非zip文件，直接成功。
• 解壓縮完成后，我們在對解壓后的所有文件執(zhí)行校驗操作。

• 本地資源校驗流程

• 對于下載并解壓的壓縮包資源，以及本地數(shù)據(jù)庫版本和資源實體類版本號相同的資源，我們需要進行本地資源校驗流程。
• 遍歷資源包指定的字文件列表，對他們進行逐個文件檢驗就可以了。

• 單個文件校驗流程

資源實體類中指定的文件名稱，文件長度，文件md5碼和本地文件相同時，我們認為該文件校驗成功了

• 加載恢復流程

動態(tài)資源加載過程中，可能因為各種原因，導致加載未能得到成功或者失敗的結(jié)果，而在中間狀態(tài)被中斷，如應(yīng)用進程被殺死，手機關(guān)機等等。為了避免加載意外中斷的情況下，完全從頭開始進行加載，我們設(shè)計了一個動態(tài)資源加載的恢復流程，如果異常中斷，我們下次加載資源時，可以恢復到當前狀態(tài)，繼續(xù)進行加載。

• 下載過程的恢復和斷點續(xù)傳，需要下載接口的實現(xiàn)者負責。
• 其他狀態(tài)，我們在狀態(tài)改變時，將資源id，當前狀態(tài)和待處理文件路徑，保存到數(shù)據(jù)庫。
• 每次加載動態(tài)開始時，根據(jù)資源id查找數(shù)據(jù)庫中是否有待恢復數(shù)據(jù)。
• 有待恢復數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)到待恢復的狀態(tài)，否則，直接去檢查版本號狀態(tài)。
• 資源加載成功或者失敗時，從數(shù)據(jù)庫中刪除當前資源id對應(yīng)的恢復狀態(tài)。

• 內(nèi)置資源應(yīng)用流程

前面我們總結(jié)了動態(tài)資源的加載流程，資源加載完成后，我們還需要將該資源進行應(yīng)用，而這里我們要說的就是將動態(tài)資源應(yīng)用到對應(yīng)View上的流程。

• 根據(jù)資源id，從緩存中獲取動態(tài)資源對應(yīng)的本地文件。
• 文件獲取成功，直接設(shè)置到view上，獲取失敗，進入下一步。
• 參數(shù)列表中的占位資源不為空，則將占位資源設(shè)置到View上。
• 將資源id設(shè)置到View的tag上，嘗試清除上次動態(tài)資源加載失敗狀態(tài)。
• 使用管理器Manager類的load方法，執(zhí)行之前的加載流程。
• 異步等待加載完成回調(diào)，判斷資源id是否和View的tag相同，防止view被復用，導致的資源錯亂情況。
• 如果Activity沒有被銷毀，則將資源設(shè)置到View上。

6. lib_dynamic_res模塊類設(shè)計

可與第4章，整體架構(gòu)分層圖對照著看

• 外部接口層

DynamicResManager類負責和外部交互，提供了初始化(init),加載資源(load),isResReady(判斷資源是否就緒),clearFailState(清除錯誤狀態(tài)等方法)等方法。

Config類，則可以向管理器提供線程池，下載器接口，本地資源信息接口，本地資源狀態(tài)接口等配置信息。

AbsResInfo抽象類,代表動態(tài)資源。

DynamicPkgInfo類,AbsResInfo的子類，提供給外部使用，代表了一個動態(tài)資源實體。

DynamicPkgInfo.FileInfo，AbsResInfo的子類，資源實體內(nèi)部類，代表了資源中的一個子文件。

DynamicPkgInfo.FolderInfo，AbsResInfo的子類，資源實體內(nèi)部類，代表了資源中的一個子文件夾。

ILoadResListener接口，提供了加載資源時的回調(diào)功能，會回調(diào)加載成功，失敗，狀態(tài)變化，下載中進度

• 資源應(yīng)用層

AbsResApply抽象類，實現(xiàn)了動態(tài)資源在ui元素上的應(yīng)用。

TypefaceResApply類，AbsResApply的子類，代表了字體資源的應(yīng)用。

FrameAnimApply類，AbsResApply的子類，代表了幀動畫資源的應(yīng)用。

AbsSoLoad抽象類，實現(xiàn)了so動態(tài)資源的應(yīng)用。

RelinkerSoLoad類，AbsSoLoad的子類，使用Relinker第三方庫最終load so庫。

SystemSoLoad類，AbsSoLoad的子類，使用系統(tǒng)System.loadLibrary方法最終load so庫

• 加載流程層

我們使用狀態(tài)模式來控制整個動態(tài)資源的加載流程。

IState，狀態(tài)接口，代表了加載流程中的一個狀態(tài)。

InitState類，初始化狀態(tài)。

CheckVersionState類，檢查資源實體類版本號與數(shù)據(jù)庫版本號是否相同狀態(tài)。

DownloadState類，下載資源狀態(tài)。

VerrifyFileState，校驗下載資源狀態(tài)。

UnZipState，解壓縮下載資源狀態(tài)。

VerifyZipState，校驗解壓后的所有文件狀態(tài)。

IStateMechine，狀態(tài)管理機接口，負責管理前面所有的IState對象。

DefaultStateMachine類，狀態(tài)管理機的默認實現(xiàn)。

ResCtx類，狀態(tài)管理機運行過程中的全局context對象，存儲了路徑信息，加載成功信息，加載失敗異常等全局信息。

• 接口隔離和具體實現(xiàn)層

這2層的類，較為雜亂，限于篇幅，我們就不一一列舉了。

• 類uml圖