增量更新 | 既以歌声惊天下何必起舞乱芳华

Android应用增量更新 - Smart App Updates

介绍

你所看到的，是一个用于Android应用程序增量更新的库。

包括客户端、服务端两部分代码。

原理

自从 Android 4.1 开始， Google Play 引入了应用程序的增量更新功能，App使用该升级方式，可节省约2/3的流量。

Smart app updates is a new feature of Google Play that introduces a better way of delivering app updates to devices. When developers publish an update, Google Play now delivers only the bits that have changed to
devices, rather than the entire APK. This makes the updates much lighter-weight in most cases, so they are faster to download, save the device’s battery, and conserve bandwidth usage on users’ mobile data plan. On average, a smart app update is about 1/3 the
sizeof a full APK update.

现在国内主流的应用市场也都支持应用的增量更新了。

增量更新的原理，就是将手机上已安装apk与服务器端最新apk进行二进制对比，得到差分包，用户更新程序时，只需要下载差分包，并在本地使用差分包与已安装apk，合成新版apk。

例如，当前手机中已安装微博V1，大小为12.8MB，现在微博发布了最新版V2，大小为15.4MB，我们对两个版本的apk文件差分比对之后，发现差异只有3M，那么用户就只需要要下载一个3M的差分包，使用旧版apk与这个差分包，合成得到一个新版本apk，提醒用户安装即可，不需要整包下载15.4M的微博V2版apk。

apk文件的差分、合成，可以通过开源的二进制比较工具 bsdiff 来实现，又因为bsdiff依赖bzip2，所以我们还需要用到 bzip2

bsdiff中，bsdiff.c 用于生成差分包，bspatch.c 用于合成文件。

弄清楚原理之后，我们想实现增量更新，共需要做3件事：

在服务器端，生成两个版本apk的差分包；

在手机客户端，使用已安装的apk与这个差分包进行合成，得到新版的微博apk；

校验新合成的apk文件是否完整，MD5或SHA1是否正确，如正确，则引导用户安装；

过程分析

1 生成差分包

这一步需要在服务器端来实现，一般来说，每当apk有新版本需要提示用户升级，都需要运营人员在后台管理端上传新apk，上传时就应该由程序生成与之前所有旧版本们与最新版的差分包。

例如：你的apk已经发布了3个版，V1.0、V2.0、V3.0，这时候你要在后台发布V4.0，那么，当你在服务器上传最新的V4.0包时，服务器端就应该立即生成以下差分包：
V1.0 ——> V4.0的差分包；V2.0 ——> V4.0的差分包；V3.0 ——> V4.0的差分包；
ApkPatchLibraryServer 工程即为 Java 语言实现的服务器端差分程序。

下面对ApkPatchLibraryServer做一些简单说明：

1.1 C部分

ApkPatchLibraryServer/jni 中，除了以下4个：

com_cundong_utils_DiffUtils.c

com_cundong_utils_DiffUtils.h

com_cundong_utils_PatchUtils.c

com_cundong_utils_PatchUtils.h

jni/bzip2目录中的文件，全部来自bzip2项目。

com_cundong_utils_DiffUtils.c

com_cundong_utils_DiffUtils.h

用于生成差分包。

com_cundong_utils_PatchUtils.c

com_cundong_utils_PatchUtils.h

用于合成新apk文件。

com_cundong_utils_DiffUtils.c 修改自 bsdiff/bsdiff.c，com_cundong_utils_PatchUtils.c修改自bsdiff/bspatch.c。

我们在需要将jni中的C文件，build输出为动态链接库，以供Java调用（Window环境下生成的文件名为libApkPatchLibraryServer.dll，Unix-like系统下为libApkPatchLibraryServer.so，OSX下为libApkPatchLibraryServer.dylib）。

Build成功后，将该动态链接库文件，加入环境变量，供Java语言调用。

com_cundong_utils_DiffUtils.c 中 Java_com_cundong_utils_DiffUtils_genDiff() 方法，用于生成差分包的：

JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_cundong_utils_DiffUtils_genDiff(JNIEnv env,
jclass cls, jstring old, jstring new, jstring patch) {
int argc = 4;
char argv[argc];
argv[0] = “bsdiff”;
argv[1] = (char) ((env)->GetStringUTFChars(env, old, 0));
argv[2] = (char) ((env)->GetStringUTFChars(env, new, 0));
argv[3] = (char) ((env)->GetStringUTFChars(env, patch, 0));

printf("old apk = %s \n", argv[1]);
printf("new apk = %s \n", argv[2]);
printf("patch = %s \n", argv[3]);

int ret = genpatch(argc, argv);

printf("genDiff result = %d ", ret);

(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, old, argv[1]);
(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, new, argv[2]);
(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, patch, argv[3]);

return ret;

}

com_cundong_utils_PatchUtils.c 中 Java_com_cundong_utils_PatchUtils_patch() 方法，用于合成新的APK；

JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_cundong_utils_PatchUtils_patch
(JNIEnv env, jclass cls,
jstring old, jstring new, jstring patch){
int argc = 4;
char argv[argc];
argv[0] = “bspatch”;
argv[1] = (char) ((env)->GetStringUTFChars(env, old, 0));
argv[2] = (char) ((env)->GetStringUTFChars(env, new, 0));
argv[3] = (char) ((env)->GetStringUTFChars(env, patch, 0));

printf("old apk = %s \n", argv[1]);
printf("patch = %s \n", argv[3]);
printf("new apk = %s \n", argv[2]);

int ret = applypatch(argc, argv);

printf("patch result = %d ", ret);

(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, old, argv[1]);
(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, new, argv[2]);
(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, patch, argv[3]);
return ret;

}

1.2 Java部分

com.cundong.utils包，为调用C语言的Java实现； com.cundong.apkdiff包，为apk差分程序的Demo； com.cundong.apkpatch包，为apk合并程序的Demo；

调用，com.cundong.utils.DiffUtils中genDiff()方法，可以通过传入的新旧apk路径，得到差分包。

/**

类说明： APK Diff工具类
@author Cundong
@date 2013-9-6
@version 1.0
*/
public class DiffUtils {

/**
- native方法比较路径为oldPath的apk与newPath的apk之间差异，并生成patch包，存储于patchPath
- 返回：0，说明操作成功
- @param oldApkPath 示例:/sdcard/old.apk
- @param newApkPath 示例:/sdcard/new.apk
- @param patchPath 示例:/sdcard/xx.patch
- @return
  */
  public static native int genDiff(String oldApkPath, String newApkPath, String patchPath);
  }

调用，com.cundong.utils.PatchUtils中patch()方法，可以通过旧apk与差分包，合成为新apk。

/**

类说明： APK Patch工具类
@author Cundong
@date 2013-9-6
@version 1.0
*/
public class PatchUtils {

/**
- native方法使用路径为oldApkPath的apk与路径为patchPath的补丁包，合成新的apk，并存储于newApkPath
- 返回：0，说明操作成功
- @param oldApkPath 示例:/sdcard/old.apk
- @param newApkPath 示例:/sdcard/new.apk
- @param patchPath 示例:/sdcard/xx.patch
- @return
  */
  public static native int patch(String oldApkPath, String newApkPath,
```
String patchPath);
```
  }

2.使用旧版apk与差分包，在客户端合成新apk

需要在手机客户端实现，ApkPatchLibrary 工程封装了这个过程。

2.1 C部分

同ApkPatchLibraryServer工程一样，ApkPatchLibrary/jni/bzip2 目录中所有文件都来自bzip2项目。

ApkPatchLibrary/jni/com_cundong_utils_PatchUtils.c、ApkPatchLibrary/jni/com_cundong_utils_PatchUtils.c实现文件的合并过程，其中com_cundong_utils_PatchUtils.c修改自bsdiff/bspatch.c。

我们需要用NDK编译出一个libApkPatchLibrary.so文件，生成的so文件位于libs/armeabi/ 下，其他 Android 工程便可以使用该libApkPatchLibrary.so文件来合成apk（如果需要支持多种CPU架构需要自己配置）。

com_cundong_utils_PatchUtils.Java_com_cundong_utils_PatchUtils_patch()方法，即为生成差分包的代码：

Class: com_cundong_utils_PatchUtils
Method: patch
Signature: (Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;Ljava/lang/String;)I
/
JNIEXPORT jint JNICALL Java_com_cundong_utils_PatchUtils_patch(JNIEnv env,
```
jobject obj, jstring old, jstring new, jstring patch) {
```
char ch[4];
ch[0] = “bspatch”;
ch[1] = (char) ((env)->GetStringUTFChars(env, old, 0));
ch[2] = (char) ((env)->GetStringUTFChars(env, new, 0));
ch[3] = (char) ((*env)->GetStringUTFChars(env, patch, 0));

android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, “ApkPatchLibrary”, “old = %s “, ch[1]); android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, “ApkPatchLibrary”, “new = %s “, ch[2]);
__android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, “ApkPatchLibrary”, “patch = %s “, ch[3]);

int ret = applypatch(4, ch);

__android_log_print(ANDROID_LOG_INFO, “ApkPatchLibrary”, “applypatch result = %d “, ret);

(env)->ReleaseStringUTFChars(env, old, ch[1]);
(env)->ReleaseStringUTFChars(env, new, ch[2]);
(*env)->ReleaseStringUTFChars(env, patch, ch[3]);

return ret;
}

2.2 Java部分

com.cundong.utils包，为调用C语言的Java实现；

调用，com.cundong.utils.PatchUtils中patch()方法，可以通过旧apk与差分包，合成为新apk。

/**

类说明： APK Patch工具类
@author Cundong
@date 2013-9-6
@version 1.0
*/
public class PatchUtils {

/**
- native方法使用路径为oldApkPath的apk与路径为patchPath的补丁包，合成新的apk，并存储于 newApkPath
- 返回：0，说明操作成功
- @param oldApkPath 示例:/sdcard/old.apk
- @param newApkPath 示例:/sdcard/new.apk
- @param patchPath 示例:/sdcard/xx.patch
- @return
  */
  public static native int patch(String oldApkPath, String newApkPath,
```
String patchPath);
```
  }

3.校验新合成的apk文件

在执行patch之前，需要先读取本地安装旧版本APK的MD5或SHA1，判断当前安装的文件是否为合法版本，同样，patch得到新包之后，也需要对它进行MD5或SHA1校验，校验失败，说明合成过程有问题。

注意事项

增量更新的前提条件，是在手机客户端能让我们读取到当前应用程序安装后的源apk，如果获取不到源apk，那么就无法进行增量更新了，另外，如果你的应用程序不是很大，比如只有2、3M，那么完全没有必要使用增量更新，增量更新只适用于apk包比较大的情况，比如手机游戏客户端。

一些说明

ApkPatchLibraryServer：服务器端生成差分包工程，使用Java实现；

ApkPatchLibrary：客户端使用的apk合成库，用于生成libApkPatchLibrary.so，使用Eclipse开发；

ApkPatchLibrarySample：一个Sample，手机上安装 Weibo5.5.apk，通过与SD卡上预先存放的weibo.patch文件进行合并，得到Weibo5.6.apk，使用AndroidStudio开发。

二进制差分或许有更好的实现方案，如：xdelta；

另外， ApkPatchLibraryServer、ApkPatchLibrarySample 中用到的Weibo5.5.apk，Weibo5.6.apk，以及使用ApkPatchLibraryServer生成的差分包(Weibo5.5.apk->Weibo5.6.apk)，都通过云盘共享了。

class MainActivity : AppCompatActivity() {

//懒加载初始化
private val mDialog:ProgressDialog by lazy {
    ProgressDialog(this)
}
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
    super.onCreate(savedInstanceState)
    setContentView(R.layout.activity_main)


    btn_update.onClick {
        //集成增量更新 https://github.com/jiyouliang2/SmartUpdateDemo


        update()
    }
}

//增量更新: 旧版本+patch=合并生成新版本apk
fun update(){
    var pm:PackageManager=packageManager

    //通过命令行获取当前设备运行项目的包名: adb shell dumpsys window w |findstr \/ | findstr name=

    val appInfo=pm.getApplicationInfo("com.yhfund.enterpriseappandroid",0)

    //1.获取旧版本apk路径
    var oldPath:String=appInfo.sourceDir

    //2.指定patch文件保存路径
    var patchFile= File(Environment.getExternalStorageDirectory(),"toutiao.patch")

    //3.设置新版本apk保留路径
    var newApkFile=File(Environment.getExternalStorageDirectory(),"toutiao_new.apk")
    println("sdn=========getExternalStorageDirectory"+Environment.getExternalStorageDirectory())
    //手动生成增量更新so库工程: https://github.com/jiyouliang2/SmartUpdateLib
    //4.合并生成新版本: jni


    //子线程
    doAsync {


        println("sdn====oldPath="+oldPath+",newApkFile.absolutePath="+
                newApkFile.absolutePath+",patchFile.absolutePath="+patchFile.absolutePath)
        //合并完成:参数一-旧版本路径,参数二-新版本路径,参数三-更新包路径
        val result=PatchUtil.patch(oldPath,newApkFile.absolutePath,patchFile.absolutePath)
        println("sdn=========22222222222222222222222222222")

        if(result==0){
            //合并成功
            runOnUiThread {
            //    mDialog.dismiss()

                //安装新版本apk:系统包安装器PackageInstaller

                var intent= Intent()

                //设置action.数据:查询系统代码,意图过滤器,清单文件


                intent.action = "android.intent.action.VIEW"
                intent.addCategory("android.intent.category.DEFAULT")
                intent.setDataAndType(Uri.parse("file://"+newApkFile.absolutePath)
                        ,"applicaton/vnd.android.package-archive")

                startActivity(intent)



            }
        }
    }

    println("sdn=========333333333333333333333333333333333")
}

}