标签： Android 动态加载

Android 动态加载 （三） PAK 详解

Android 动态加载 （三） PAK 详解

pak文件经常出现于游戏的安装目录中，其实pak文件是一种特殊的游戏压缩文件，用于压缩声音、图片等资料。由于pak文件专门针对游戏设计文件结构，pak文件就是将多个文件(图片、音乐、文本)打包为一个单独文件，在pak文件中保存着多个文件的数据。

pak是什么文件？

现 在大部分游戏的客户端都采用pak压缩格式，以便于游戏的开发。由于是一种压缩格式，pak文件可以用一些专业压缩软件(如WinRAR、 WinZip)打开，但由于其特殊性与一般的压缩文件格式打开方式有所不同。pak文件一般是游戏的文件，里面存了很多游戏所需的重要文件，并且是加密了 的，现在虽说有能打开pak文件的软件，但也仅限于未加密的。不过有一些专门的浏览工具可以提取其中的声音进行修改后保存为其他格式音乐。

pak是什么文件

pak文件如何打开？

那么pak文件怎么打开呢？下面小编就收集了一些支持pak文件的软件供大家使用。

pak文件如何打开？
特点：
1．声音，地图，3D模型，材质贴图等文件是按着保留目录路径结构的方式压缩入PAK文件的。
2．压缩的时候可以令压缩也可以按照一定的压缩率压缩。
使用pak这种文件格式对于游戏的开发者和玩家都有著无以伦比的方便性和可塑性（或者说自定义性）。具体如何实现的，等一下我将举例说明。使用pak包这种形式有几点好处：
1．对于程开发人员来说资源调用方便，易于管理；
2．由于结构特殊，对初学者有屏蔽作用避免被乱改，对高手却很容易修改，比较方便；
3．所有模式都是利用这个特点做的；
4．pak包被游戏的引擎视为一个目录，能利用外置pak文件的形式进行升级而无需删除原有文件。利於增加效果包，新地图，改进界面，增加model等扩展内容；
5．修改还原便利，文件之间互不影响。
如果想要打开pak结尾的文件，使用PAk浏览器
RPGViewer 3.0
下载了以后一定要看说明书（readme.txt）
可以直接查看PAK格式的内容
PAK解压：
工具里面有“解压包”的按钮，可以解压PAK

Android 动态加载 （一） 态加载机制 案例一

Android 动态加载 （一） 态加载机制 案例一

在目前的软硬件环境下，Native App与Web App在用户体验上有着明显的优势，但在实际项目中有些会因为业务的频繁变更而频繁的升级客户端，造成较差的用户体验，而这也恰恰是Web App的优势。本文对网上Android动态加载jar的资料进行梳理和实践在这里与大家一起分享，试图改善频繁升级这一弊病。

Android应用开发在一般情况下，常规的开发方式和代码架构就能满足我们的普通需求。但是有些特殊问题，常常引发我们进一步的沉思。我们从沉思中产生顿悟，从而产生新的技术形式。
如何开发一个可以自定义控件的Android应用？就像eclipse一样，可以动态加载插件；如何让Android应用执行服务器上的不可预知的代码？如何对Android应用加密，而只在执行时自解密，从而防止被破解？……
熟悉Java技术的朋友，可能意识到，我们需要使用类加载器灵活的加载执行的类。这在Java里已经算是一项比较成熟的技术了，但是在Android中，我们大多数人都还非常陌生。
类加载机制
Dalvik虚拟机如同其他Java虚拟机一样，在运行程序时首先需要将对应的类加载到内存中。而在Java标准的虚拟机中，类加载可以从class文 件中读取，也可以是其他形式的二进制流，因此，我们常常利用这一点，在程序运行时手动加载Class，从而达到代码动态加载执行的目的
然而Dalvik虚拟机毕竟不算是标准的Java虚拟机，因此在类加载机制上，它们有相同的地方，也有不同之处。我们必须区别对待

例如，在使用标准Java虚拟机时，我们经常自定义继承自ClassLoader的类加载器。然后通过defineClass方法来从一个二进制流中加 载Class。然而，这在Android里是行不通的，大家就没必要走弯路了。参看源码我们知道，Android中ClassLoader的 defineClass方法具体是调用VMClassLoader的defineClass本地静态方法。而这个本地方法除了抛出一个 “UnsupportedOperationException”之外，什么都没做，甚至连返回值都为空

  1. static void Dalvik_java_lang_VMClassLoader_defineClass(const u4* args,JValue* pResult){  
  2.     Object* loader = (Object*) args[0];
  3.     StringObject* nameObj = (StringObject*) args[1];
  4.     const u1* data = (const u1*) args[2];  
  5.     int offset = args[3];  
  6.     int len = args[4];  
  7.     Object* pd = (Object*) args[5];
  8.     char* name = NULL;  
  9.     name = dvmCreateCstrFromString(nameObj);
  10.     LOGE(“ERROR: defineClass(%p, %s, %p, %d, %d, %p)\n”,loader, name, data, offset, len, pd);  
  11.     dvmThrowException(“Ljava/lang/UnsupportedOperationException;”,”can’t load this type of class file”);  
  12.     free(name);
  13.     RETURN_VOID();
  14. }

Dalvik虚拟机类加载机制
那如果在Dalvik虚拟机里，ClassLoader不好使，我们如何实现动态加载类呢？Android为我们从ClassLoader派生出了两个 类：DexClassLoader和PathClassLoader。其中需要特别说明的是PathClassLoader中一段被注释掉的代码：

  1. /* –this doesn’t work in current version of Dalvik– 
  2.     if (data != null) { 
  3.         System.out.println(“— Found class ” + name 
  4.             + ” in zip[” + i + “] ‘” + mZips[i].getName() + “‘”); 
  5.         int dotIndex = name.lastIndexOf(‘.’); 
  6.         if (dotIndex != -1) { 
  7.             String packageName = name.substring(0, dotIndex); 
  8.             synchronized (this) { 
  9.                 Package packageObj = getPackage(packageName); 
  10.                 if (packageObj == null) { 
  11.                     definePackage(packageName, null, null, 
  12.                             null, null, null, null, null); 
  13.                 } 
  14.             } 
  15.         } 
  16.         return defineClass(name, data, 0, data.length); 
  17.     } 
  18. */  

这从另一方面佐证了defineClass函数在Dalvik虚拟机里确实是被阉割了。而在这两个继承自ClassLoader的类加载器，本质上是重载了ClassLoader的findClass方法。在执行loadClass时，我们可以参看ClassLoader部分源码：

  1. protected Class<?> loadClass(String className, boolean resolve) throws ClassNotFoundException {  
  2. Class<?> clazz = findLoadedClass(className);
  3.     if (clazz == null) {  
  4.         try {  
  5.             clazz = parent.loadClass(className, false);  
  6.         } catch (ClassNotFoundException e) {  
  7.             // Don’t want to see this.  
  8.         }
  9.         if (clazz == null) {  
  10.             clazz = findClass(className);
  11.         }
  12.     }
  13.     return clazz;  
  14. }

因 此DexClassLoader和PathClassLoader都属于符合双亲委派模型的类加载器（因为它们没有重载loadClass方法）。也就是 说，它们在加载一个类之前，回去检查自己以及自己以上的类加载器是否已经加载了这个类。如果已经加载过了，就会直接将之返回，而不会重复加载。
DexClassLoader 和PathClassLoader其实都是通过DexFile这个类来实现类加载的。这里需要顺便提一下的是，Dalvik虚拟机识别的是dex文件，而 不是class文件。因此，我们供类加载的文件也只能是dex文件，或者包含有dex文件的.apk或.jar文件。
也许有人想到，既然 DexFile可以直接加载类，那么我们为什么还要使用ClassLoader的子类呢？DexFile在加载类时，具体是调用成员方法 loadClass或者loadClassBinaryName。其中loadClassBinaryName需要将包含包名的类名中的”.”转换 为”/”我们看一下loadClass代码就清楚了：

  1. public Class loadClass(String name, ClassLoader loader) {  
  2.         String slashName = name.replace(‘.’, ‘/’);  
  3.         return loadClassBinaryName(slashName, loader);  
  4. }

在这段代码前有一段注释，截取关键一部分就是说：If you are not calling this from a class loader, this is most likely not going to do what you want. Use {@link Class#forName(String)} instead. 这就是我们需要使用ClassLoader子类的原因。至于它是如何验证是否是在ClassLoader中调用此方法的，我没有研究，大家如果有兴趣可以 继续深入下去。
有一个细节，可能大家不容易注意到。PathClassLoader是通过构造函数new DexFile(path)来产生DexFile对象的；而DexClassLoader则是通过其静态方法loadDex（path, outpath, 0）得到DexFile对象。这两者的区别在于DexClassLoader需要提供一个可写的outpath路径， 用来释放.apk包或者.jar包中的dex文件。换个说法来说，就是PathClassLoader不能主动从zip包中释放出dex，因此只支持直接 操作dex格式文件，或者已经安装的apk（因为已经安装的apk在cache中存在缓存的dex文件）。而DexClassLoader可以支 持.apk、.jar和.dex文件，并且会在指定的outpath路径释放出dex文件。

另外，PathClassLoader在加载类时调用的是DexFile的loadClassBinaryName，而DexClassLoader调用的是loadClass。因此，在使用PathClassLoader时类全名需要用”/”替换”.”

 

实际操作

使用到的工具都比较常规：javac、dx、eclipse等其中dx工具*好是指明–no-strict，因为class文件的路径可能不匹配
加 载好类后，通常我们可以通过Java反射机制来使用这个类但是这样效率相对不高，而且老用反射代码也比较复杂凌乱。更好的做法是定义一个 interface，并将这个interface写进容器端。待加载的类，继承自这个interface，并且有一个参数为空的构造函数，以使我们能够通 过Class的newInstance方法产生对象然后将对象强制转换为interface对象，于是就可以直接调用成员方法了，下面是具体的实现步骤 了:
*步：

编写好动态代码类：

%title插图%num

  1. package com.dynamic.interfaces;  
  2. import android.app.Activity;  
  3. /** 
  4.  * 动态加载类的接口 
  5.  */  
  6. public interface IDynamic {  
  7.     /**初始化方法*/  
  8.     public void init(Activity activity);  
  9.     /**自定义方法*/  
  10.     public void showBanner();  
  11.     public void showDialog();  
  12.     public void showFullScreen();  
  13.     public void showAppWall();  
  14.     /**销毁方法*/  
  15.     public void destory();  
  16. }

实现类代码如下：

  1. package com.dynamic.impl;  
  3. import android.app.Activity;  
  4. import android.widget.Toast;  
  6. import com.dynamic.interfaces.IDynamic;  
  8. /** 
  9.  * 动态类的实现 
  10.  * 
  11.  */  
  12. public class Dynamic implements IDynamic{  
  14.     private Activity mActivity;  
  16.     @Override  
  17.     public void init(Activity activity) {  
  18.         mActivity = activity;
  19.     }
  21.     @Override  
  22.     public void showBanner() {  
  23.         Toast.makeText(mActivity, “我是ShowBannber方法”, 1500).show();  
  24.     }
  26.     @Override  
  27.     public void showDialog() {  
  28.         Toast.makeText(mActivity, “我是ShowDialog方法”, 1500).show();  
  29.     }
  31.     @Override  
  32.     public void showFullScreen() {  
  33.         Toast.makeText(mActivity, “我是ShowFullScreen方法”, 1500).show();  
  34.     }
  36.     @Override  
  37.     public void showAppWall() {  
  38.         Toast.makeText(mActivity, “我是ShowAppWall方法”, 1500).show();  
  39.     }
  41.     @Override  
  42.     public void destory() {  
  43.     }
  45. }

这样动态类就开发好了

 

第二步：

将上面开发好的动态类打包成.jar，这里要注意的是只打包实现类Dynamic.java，不打包接口类IDynamic.java，

%title插图%num

然后将打包好的jar文件拷贝到android的安装目录中的platform-tools目录下，使用dx命令:(我的jar文件是dynamic.jar)

dx –dex –output=dynamic_temp.jar dynamic.jar

这样就生成了dynamic_temp.jar，这个jar和dynamic.jar有什么区别呢？

其 实这条命令主要做的工作是:首先将dynamic.jar编译成dynamic.dex文件(Android虚拟机认识的字节码文件)，然后再将 dynamic.dex文件压缩成dynamic_temp.jar，当然你也可以压缩成.zip格式的，或者直接编译成.apk文件都可以的，这个后面 会说到。

到这里还不算完事，因为你想想用什么来连接动态类和目标类呢？那就是动态类的接口了，所以这时候还要打个.jar包，这时候只需要打接口类IDynamic.java了

%title插图%num

然后将这个.jar文件引用到目标类中，下面来看一下目标类的实现：

 

  1. package com.jiangwei.demo;  
  3. import java.io.File;  
  4. import java.util.List;  
  6. import android.app.Activity;  
  7. import android.content.Intent;  
  8. import android.content.pm.ActivityInfo;  
  9. import android.content.pm.PackageManager;  
  10. import android.content.pm.ResolveInfo;  
  11. import android.os.Bundle;  
  12. import android.os.Environment;  
  13. import android.view.View;  
  14. import android.widget.Button;  
  15. import android.widget.Toast;  
  17. import com.dynamic.interfaces.IDynamic;  
  19. import dalvik.system.DexClassLoader;  
  20. import dalvik.system.PathClassLoader;  
  22. public class AndroidDynamicLoadClassActivity extends Activity {  
  24.     //动态类加载接口  
  25.     private IDynamic lib;  
  27.     @Override  
  28.     public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {  
  29.         super.onCreate(savedInstanceState);  
  30.         setContentView(R.layout.main);
  31.         //初始化组件  
  32.         Button showBannerBtn = (Button) findViewById(R.id.show_banner_btn);
  33.         Button showDialogBtn = (Button) findViewById(R.id.show_dialog_btn);
  34.         Button showFullScreenBtn = (Button) findViewById(R.id.show_fullscreen_btn);
  35.         Button showAppWallBtn = (Button) findViewById(R.id.show_appwall_btn);
  36.         /**使用DexClassLoader方式加载类*/  
  37.         //dex压缩文件的路径(可以是apk,jar,zip格式)  
  38.         String dexPath = Environment.getExternalStorageDirectory().toString() + File.separator + “Dynamic.apk”;  
  39.         //dex解压释放后的目录  
  40.         //String dexOutputDir = getApplicationInfo().dataDir;  
  41.         String dexOutputDirs = Environment.getExternalStorageDirectory().toString();
  42.         //定义DexClassLoader  
  43.         //*个参数：是dex压缩文件的路径  
  44.         //第二个参数：是dex解压缩后存放的目录  
  45.         //第三个参数：是C/C++依赖的本地库文件目录,可以为null  
  46.         //第四个参数：是上一级的类加载器  
  47.         DexClassLoader cl = new DexClassLoader(dexPath,dexOutputDirs,null,getClassLoader());  
  49.         /**使用PathClassLoader方法加载类*/  
  50.         //创建一个意图，用来找到指定的apk：这里的”com.dynamic.impl是指定apk中在AndroidMainfest.xml文件中定义的<action name=”com.dynamic.impl”/>    
  51.         Intent intent = new Intent(“com.dynamic.impl”, null);    
  52.         //获得包管理器    
  53.         PackageManager pm = getPackageManager();
  54.         List<ResolveInfo> resolveinfoes =  pm.queryIntentActivities(intent, 0);    
  55.         //获得指定的activity的信息    
  56.         ActivityInfo actInfo = resolveinfoes.get(0).activityInfo;    
  57.         //获得apk的目录或者jar的目录    
  58.         String apkPath = actInfo.applicationInfo.sourceDir;
  59.         //native代码的目录    
  60.         String libPath = actInfo.applicationInfo.nativeLibraryDir;
  61.         //创建类加载器，把dex加载到虚拟机中    
  62.         //*个参数：是指定apk安装的路径，这个路径要注意只能是通过actInfo.applicationInfo.sourceDir来获取  
  63.         //第二个参数：是C/C++依赖的本地库文件目录,可以为null  
  64.         //第三个参数：是上一级的类加载器  
  65.         PathClassLoader pcl = new PathClassLoader(apkPath,libPath,this.getClassLoader());  
  66.         //加载类  
  67.         try {  
  68.             //com.dynamic.impl.Dynamic是动态类名  
  69.             //使用DexClassLoader加载类  
  70.             //Class libProviderClazz = cl.loadClass(“com.dynamic.impl.Dynamic”);  
  71.             //使用PathClassLoader加载类  
  72.             Class libProviderClazz = pcl.loadClass(“com.dynamic.impl.Dynamic”);  
  73.             lib = (IDynamic)libProviderClazz.newInstance();
  74.             if(lib != null){  
  75.                 lib.init(AndroidDynamicLoadClassActivity.this);  
  76.             }
  77.         } catch (Exception exception) {  
  78.             exception.printStackTrace();
  79.         }
  80.         /**下面分别调用动态类中的方法*/  
  81.         showBannerBtn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {  
  82.             public void onClick(View view) {  
  83.                if(lib != null){  
  84.                    lib.showBanner();
  85.                }else{  
  86.                    Toast.makeText(getApplicationContext(), “类加载失败”, 1500).show();  
  87.                }
  88.             }
  89.         });
  90.         showDialogBtn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {  
  91.             public void onClick(View view) {  
  92.                if(lib != null){  
  93.                    lib.showDialog();
  94.                }else{  
  95.                    Toast.makeText(getApplicationContext(), “类加载失败”, 1500).show();  
  96.                }
  97.             }
  98.         });
  99.         showFullScreenBtn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {  
  100.             public void onClick(View view) {  
  101.                if(lib != null){  
  102.                    lib.showFullScreen();
  103.                }else{  
  104.                    Toast.makeText(getApplicationContext(), “类加载失败”, 1500).show();  
  105.                }
  106.             }
  107.         });
  108.         showAppWallBtn.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {  
  109.             public void onClick(View view) {  
  110.                if(lib != null){  
  111.                    lib.showAppWall();
  112.                }else{  
  113.                    Toast.makeText(getApplicationContext(), “类加载失败”, 1500).show();  
  114.                }
  115.             }
  116.         });
  117.     }
  118. }

这里面定义了一个IDynamic接口变量，同时使用了DexClassLoader和PathClassLoader来加载类，这里面先来说一说DexClassLoader方式加载:

 

  1. //定义DexClassLoader  
  2. //*个参数：是dex压缩文件的路径  
  3. //第二个参数：是dex解压缩后存放的目录  
  4. //第三个参数：是C/C++依赖的本地库文件目录,可以为null  
  5. //第四个参数：是上一级的类加载器  
  6. DexClassLoader cl = new DexClassLoader(dexPath,dexOutputDirs,null,getClassLoader());  

上面已经说了，DexClassLoader是继承ClassLoader类的，这里面的参数说明：

*个参数是:dex压缩文件的路径:这个就是我们将上面编译后的dynamic_temp.jar存放的目录，当然也可以是.zip和.apk格式的

第二个参数是:dex解压后存放的目录:这个就是将.jar,.zip,.apk文件解压出的dex文件存放的目录，这个就和PathClassLoader方法有区别了，同时你也可以看到PathClassLoader方法中没有这个参数，这个也真是这两个类的区别:

PathClassLoader 不能主动从zip包中释放出dex，因此只支持直接操作dex格式文件，或者已经安装的apk（因为已经安装的apk在手机的data/dalvik目录 中存在缓存的dex文件）。而DexClassLoader可以支持.apk、.jar和.dex文件，并且会在指定的outpath路径释放出dex文 件。

%title插图%num

然 而我们可以通过DexClassLoader方法指定解压后的dex文件的存放目录，但是我们一般不这么做，因为这样做无疑的暴露了dex文件，所以我们 一般不会将.jar/.zip/.apk压缩文件存放到用户可以察觉到的位置，同时解压dex的目录也是不能让用户看到的。

第三个参数和第四个参数用到的不是很多，所以这里就不做太多的解释了。

这里还要注意一点就是PathClassLoader方法的时候，*个参数是dex存放的路径，这里传递的是:

 

  1. //获得apk的目录或者jar的目录    
  2. String apkPath = actInfo.applicationInfo.sourceDir;

指定的apk安装路径,这个值只能这样获取，不然会加载类失败的

 

第三步：

运行目标类:

要做的工作是:

如果用的是DexClassLoader方式加载类:这时候需要将.jar或者.zip或者.apk文件放到指定的目录中，我这里为了方便就放到sd卡的根目录中

如果用的是PathClassLoader方法加载类:这时候需要先将Dynamic.apk安装到手机中，不然找不到这个activity，同时要注意的是:

  1. //创建一个意图，用来找到指定的apk：这里的”com.dynamic.impl是指定apk中在AndroidMainfest.xml文件中定义的<action name=”com.dynamic.impl”/>    
  2. Intent intent = new Intent(“com.dynamic.impl”, null);    

这里的com.dynamic.impl是一个action需要在指定的apk中定义，这个名称是动态apk和目标apk之间约定好的%title插图%num

运行结果

%title插图%num

点击showBanner显示一个Toast，成功的运行了动态类中的代码！

其实更好的办法就是将动态的.jar.zip.apk文件从网络上获取，安全可靠，同时本地的目标项目不需要改动代码就可以执行不同的逻辑了

 

1、运行这段代码时4.0.1以上版本会报：java.lang.IllegalArgumentException: optimizedDirectory not readable/writable: /storage/sdcard0
可以通过这个授权解决：

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<uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE"/>

2、授权之后又会报：java.lang.IllegalArgumentException: Optimized data directory /storage/sdcard0 is not owned by the current user. Shared storage cannot protect your application from code injection attacks.
这个问题的原因是：在4.1系统由于This class loader requires an application-private, writable directory to cache optimized classes为了防止一下问题：
External storage does not provide access controls necessary to protect your application from code injection attacks.
所以加了一个判断Libcore.os.getuid() != Libcore.os.stat(parent).st_uid判断两个程序是不是同一个uid

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private DexFile(String sourceName, String outputName, int flags) throws IOException {
 if (outputName != null) {
 try {
 String parent = new File(outputName).getParent();
if (Libcore.os.getuid() != Libcore.os.stat(parent).st_uid) {
 throw new IllegalArgumentException("Optimized data directory " + parent
 + " is not owned by the current user. Shared storage cannot protect"
 + " your application from code injection attacks.");
 }
 } catch (ErrnoException ignored) {
 // assume we'll fail with a more contextual error later
 }
 }
 
mCookie = openDexFile(sourceName, outputName, flags);
 mFileName = sourceName;
 guard.open("close");
 //System.out.println("DEX FILE cookie is " + mCookie);
 }

解决方法是：指定dexoutputpath为APP自己的缓存目录

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File dexOutputDir = context.getDir("dex", 0);
DexClassLoader dexClassLoader = new DexClassLoader(dexPath,dexOutputDir.getAbsolutePath(),null,getClassLoader());

 

 

关于代码加密的一些设想
*初设想将dex文件加密，然后通过JNI将解密代码写在Native层。解密之后直接传上二进制流，再通过defineClass将类加载到内存中。
现在也可以这样做，但是由于不能直接使用defineClass，而必须传文件路径给dalvik虚拟机内核，因此解密后的文件需要写到磁盘上，增加了被破解的风险。
Dalvik虚拟机内核仅支持从dex文件加载类的方式是不灵活的，由于没有非常深入的研究内核，我不能确定是Dalvik虚拟机本身不支持还是 Android在移植时将其阉割了。不过相信Dalvik或者是Android开源项目都正在向能够支持raw数据定义类方向努力。
我们可以在文档中看到Google说：Jar or APK file with “classes.dex”. (May expand this to include “raw DEX” in the future.)；在Android的Dalvik源码中我们也能看到RawDexFile的身影（不过没有具体实现）
在RawDexFile出来之前，我们都只能使用这种存在一定风险的加密方式。需要注意释放的dex文件路径及权限管理，另外，在加载完毕类之后，除非出于其他目的否则应该马上删除临时的解密