中二病也要开发ANDROID

设计一个框架化框架 FRONTIA

结合动态加载系列文章的分析,现在开始设计并开发一个Android的插件化框架,命名为Frontia。Frontia有“前端”的意思,寓意着Android插件能像前端开发那样动态发版,同时,这一词出自Macross动画系列,有“繁星”的意思,“我们的征途是星辰大海 KIRA!!(<ゝω·)☆”。

基本信息

Frontia是一个Android的插件化框架(基于ClassLoader的动态加载技术),相比其他开源项目,Frontia 的特点是扩展性强,更加专注于插件的下载、更新、安装、管理,以及插件和宿主之间的交互。在深入介绍Frontia之前,我们先想想开发一个插件化框架需要考虑的问题有哪些。

满足多种业务需求的插件

现在的插件化需求有许多花样,首先,有的只需要将一些特定的类(或者接口的实现类)插件化,比如一些游戏的SDK,需要把登录功能和支付功能的实现插件化,这样SDK就能实现动态升级。其次,有一些业务需要将so库给做成插件化,因为一些so库需要同时内置多个CPU类型(x86/arm64等)的版本,所以会占用非常可观的体积,如果这些so库并不是核心的业务,完全可以做成插件,等到需要的时候再动态加载。再则,也有一些相对独立的业务需要独立升级,而不希望随着APP一起发版。比如“游戏广场”这样的一个业务,APP只提供一个入口启动游戏广场,启动后接下来就不管了,这样的业务可以做成插件,插件可以动态升级(游戏广场可以自由设计自己的界面,甚至增加新的页面),也可以在多个APP之间使用同一插件业务(许多APP都有游戏广场的推广业务)。

考虑到种种需求,我们的插件有时只需要加载一些普通的类,有时候需要加载res资源,有时候需要加载so库,有时候需要加载新的组件类(Activity、Service等)甚至调用宿主APP的某些功能(比如获取用户账号信息)。因此,我们的插件化框架在处理插件加载的具体过程时,应该能够灵活地扩展,以满足以上以及将来的各种插件需求。

插件的更新策略

除了处理插件的加载问题外,插件化框架还需要处理插件的更新问题,要不然插件化开发就没有意义了。加载插件前,我们需要从服务器下载插件,或者判断是否需要从服务器下载新的插件版本,下载新版本插件失败的时候,我们有又需要判断本地是否有可用的旧版本。因此,插件化框架需要提供一个完善的插件更新策略,以从服务器的插件版本列表和本地的缓存插件版本列表中,挑选出最佳的插件版本(目标插件)。

当我们插件的某个版本出现严重问题的时候,我们希望所有的下载过这个版本的插件的APP都要抛弃这个插件,所以插件化框架需要有“及时吊销”功能。当我们插件的最新版本更新了某些重要的功能,我们希望所有的APP都立刻升级到这个插件版本,如果下载最新版本插件失败,需要重新下载或者直接抛弃插件,而不能使用旧版本的插件,也就是说框架需要“强制升级”功能。

插件的安装策略

同一个版本的插件只需要下载一次就可以了,不能重复下载。插件化框架需要将下载下来的插件需要存放到指定的目录(我们可以把这个过程当作是“安装插件”),以便于知道当前APP已经安装了哪些插件,以及这些插件有哪些版本,这样我们才可以判断需不需要从服务器下载新版本的插件。

同时,存放在本地文件系统上的插件是不安全的,可能被其他人恶意修改,但插件被加载进宿主APP后,它就是APP程序的一部分,可以访问APP的所有内存数据,插件化框架还需要提供对本地已安装插件的安全校验功能。

插件投入生产前需要解决的问题

上面谈到的问题大致可以归类成插件的更新、安装以及加载问题,这些都是插件化框架应该解决的基本问题。当然除了这些问题之外,在将插件化开发引入实际生产的项目中的时候,还有一些问题不得不考虑,比如在开发插件的时候如何快捷地调试和构建插件,当插件出现BUG的时候如何快速定位问题(因为一个插件的BUG可能是由“具体的设备型号 + 具体的宿主APP版本号 + 具体的插件版本号”导致的,这也是插件化开发的诟病,尽量不要吧频繁变动的业务插件化),如何做好数据上报统计以评估插件的工作效果,当然,必不可少的,我们还需要一个可靠的服务器来托管我们插件(理想的情景是,我们调试完把代码推到构建系统,构建系统构建完把插件入库并把插件的版本信息上传到服务器,服务器更新新插件版本的可用信息,整个过程不需要手动操作)。

类似之前谈到的Android动态加载技术需要解决的两个主要问题,插件化开发投入生产需要解决的问题大致可归纳如下:

  • 插件的更新、安装、加载策略;
  • 插件的安全性校验;
  • 插件与宿主的通讯(互调)方式,甚至插件间互相调用的方式;
  • 插件调试和构建的方法;
  • 出现BUG时定位问题的方法;
  • 插件数据统计;
  • 插件托管的服务器(插件的持续集成);

一言以蔽之,插件化开发不仅仅需要解决一个开发框架的问题,从整体上来看更像是需要解决一个开发平台的问题,除了解决代码的问题(粗体部分),还需解决生产工具或者效率的问题。

Frontia项目致力于解决以上问题,最后,放上项目的地址:android-frontia