Aura插件化框架演进以及思考

• 在Android开发行业里，插件化已经不是一门新鲜的技术了，早在12年就已经被提出，发展到今天已经逐渐趋于成熟，各大厂商基本都有自己的一套插件化方案。

• 京东的插件化框架Aura起始于2014年，相比于现在Android平台上的插件化框架百花齐放的盛况，在当时插件化框架可谓是凤毛麟角，可供参考的资料比较少，而仅有的几个开源项目也有它们各自的局限性，不适合大项目使用。我们在研究了当时的一些开源的技术之后，逐渐走出了一条自己的插件化框架之路，到如今形成了比较完善的插件化框架。

• 模块解耦：随着业务的不断增加，代码库会逐渐臃肿，各个业务耦合情况将会越来越严重，造成开发调试的困难。插件间一般是没有耦合关系的，因此天然的支持模块解耦。

• 协同开发：插件可以独立仓库开发，各个模块互不影响。

• 提高编译速度：编译速度会极大的影响开发效率，话说编码五分钟，编译两小时，插件化后，宿主的编译速度会显著提升，并且各个插件也可以独立编译调试。

• 动态发布：各个插件可以脱离宿主的发版限制独立发版，既可用于解决线上bug，也可以快速上线新业务。

• 65536问题：插件化方案可以减少宿主的方法数。

• 减小包体积：包体积和下载转化率有很大关系，Google曾经统计过包体积每增加6MB就会带来转化率1%的下降，并且Google Play也有过规定：对于发布到 Google Play 的应用，其下载大小限制为不超过100MB。插件包可动态下载，是减小宿主包体积的利器。

插件化带来这么多便利的同时，也会面临不少问题：

• 兼容性：插件化技术或多或少会涉及hook系统的API，Google从Android 9.0开始限制私有API的调用，因此需要考虑兼容Android的各个版本，并且Android碎片化比较严重，需要兼容各大厂商的rom。

• 复杂性：插件化技术的整体流程是比较复杂的，不仅涉及框架sdk，还需要Gradle插件甚至修改aapt等工具来实现插件包的编译。接入插件化方案也会有一定的成本。

插件化技术现状

• Android插件化的历史并不长，自12年的AndroidDynamicLoader框架开始，到15年的DroidPlugin，16年的Small，再到17年的Atlas、Replugin、VirtualAPK，可谓是日新月异，百家争鸣，至此插件化技术进入了成熟阶段。 但好景不长，随着Android P的发布，Google官方推出了大杀器 -- 禁止调用私有API[1]，插件化框架或多或少都会反射系统的隐藏API，Google此举似乎给插件化技术画上了句号。 不过好在私有API分为黑名单、灰名单、白名单三种方式，市面上大多数插件框架都作了兼容，调用系统API最多是在灰名单里，所以目前插件化框架仍然是可用的。 但这并不代表万无一失，灰名单是根据Target sdk 版本去划分的，后续的Android 系统仍会将某些API设为黑名单里，无疑给插件化技术的发展蒙上了一层阴影。 这里不得不佩服Replugin团队的技术前瞻性，仅使用一处hook点，hook点越少，涉及私有API的风险也就越低。 此后，插件化技术的发展似乎停滞不前，热度也越来越低。

• 2018年Google发布了一种新的应用发布方式：Android App Bundle，可将应用拆分为多个Feature Apk，支持动态下发。这似乎是插件化的官方版本，不过这套服务依赖Google Play，国内环境无法使用，这种方式对插件化技术带来了新的方案。

• 2019年，经过了一段时间的沉寂后，随着基于Android App     Bundle的Qigsaw插件化方案 和零反射全动态Android插件框架Shadow的开源，插件化技术似乎又活跃了起来。

Aura是京东自研的一款插件化框架，目前不仅支持京东商城70+个业务插件的落地，还支持的京东到家、泰国站、拼购等App的使用，经过线上亿级用户量的检验，逐渐沉淀出的一套稳定的、灵活的插件化方案，并且提供了一整套编译、集成、动态升级流程，极大的简化了开发流程。 整体框架见下图：

• 系统层：hook了ClassLoader和Assetmanager用于插件类和资源的加载。

• 框架层：包含Aura框架和公共库，公共库包含了插件和宿主共同依赖的类和资源。Aura框架则提供了插件化能力。

• 插件层：基于公共库和插件框架进行开发，有业务插件和公共插件之分。

实现原理

目前市面上的插件化方案已经很多，实现原理也都比较透明了，这里再简单介绍下。 实现插件化框架主要是解决两个问题： 类的加载和资源加载。

• 类加载：

1、Aura通过反射将系统的PathClassLoader替换成我们自己的DelegateClassLoader。

2、加载插件的时候会给每个插件创建自己的ClassLoader。

3、当启动插件中Activity或其他组件时候，DelegateClassLoader则会根据Activity名称找到对应的插件，执行安装过程，最终调用插件的ClassLoader进行类的加载。插件ClassLoader会优先加载插件内部的类，加载失败再用宿主的ClassLoader去加载。因此插件中是可以正常使用宿主中的API的。

• 资源加载：

1、公 共资源是宿主工程和插件工程共用的部分，包括资源（图片、布局、样式、字符等）和代码，公共资源集成在宿主工程, 插件可以直接使用。 为了保证能正确的使用公共库里的资源，Aura通过维护公共资源的public.xml文件来保证插件工程和宿主工程使用相同的资源id，不出现资源错乱的问题。 并且插件包中只集成插件内部的资源和代码，不会集成公共库里的内容，以减小插件包的体积。

2、插件工程是独立编译的，正常apk的资源packageId是0x7f，为了保证插件内部的资源不和宿主冲突，需要修改插件的packageId，保证每个插件都分配有自己唯一的packageId，packageId范围0x21~0x7E相对比较稳妥。

3、运行期间通过反射宿主AssetManager中的addAssetPath方法，将插件的路径添加到宿主的资源路径里去，这样就实现了插件资源的加载。

插件管理

插件编译流程比较复杂，需要对packageId进行重排，以及 去除公共库里的资源及代码，并且由于插件是独立编译的，宿主如何正确、高效的集成插件包也是需要考虑的问题。 因此我们也开发了一套对应的管理平台和Gradle工具来简化这一流程，插件编译、版本管理、集成进 宿 以及宿主的编译都可以在管理平台里进行操作。

插件可 以脱离宿主的发版限制独立发版，既可用于解决线上bug，也可以快速上线新业务。 Aura插件化框架提供了完整的插件升级服务，可以针对宿主VersionName、VersionCode、系统api版本等多个维度进行升级发布。

Aura插件化框架的思考

• Aura框架hook了系统的API，因此需要紧跟Android的版本节奏进行兼容， Android 9、Android 10等系统的兼容，小米、索尼等rom的兼容，因此后续如何减少私有API的调用，以及寻求更稳健的实现方式，是我们需要关注的一个点。

• Aura插件使用我们提供的Grade工具AuraPlugin进行编译，由于Grade版本和Android Gradle Plugin的版本更新速度很快，因此AuraPlugin对各个版本的Grade进行兼容也是项繁重的工作。前面提到过，Google在2018年推出了“官方动态化组件技术” App Bundle[2]，虽然在国内环境无法使用，但却和插件化技术的思路不谋而合。从下图可以看出，App Bundle会包含三种类型的APK：Base APK，Configuration APK和Dynamic feature APK。这里重点关注下Dynamic     feature APK，该APK的packageId是小于0x7f的，不同的Feature Apk的packageId也都是不同的，并且Dynamic feature模块的编译也会移除宿主app里的依赖。这和Aura插件的构建流程是类似的，因此兼容官方的Feature Apk构建也是一个重要的方向。

s plit APKs结构[3]

Aura插件化框架的目标是打造一套更加稳定高效的开发引擎，不断完善自身的能力，以满足不同的业务场景，并围绕框架打造一套开发工具和平台，从而帮助开发者能更专注与业务层代码，提升开发效率。 我们仍在努力完善中。