Android_增量更新(BSDiff)

Android中的增量更新指的是利用差分算法,计算两个App版本的差异,生成差分包,只需要下载差分包,不需要下载整个新版本的app,就可以完成App升级的方案,生成差分包不一定选用BSDiff(BSPatch,HPatch,XDelta等都可以),因为Android源码中使用的是BSDiff,所以本文简单分析BSDiff方式的增量更新。
流程图如下:

增量更新

BSDiff简介,也可以直接百度"BSDiff":
这个库主要用于对比生成差分包,其中用到了一个叫bzip2的库,用于文件压缩,其实Android源码这两个库都是存在的,虽然不能直接调用(因为开发者使用的是Android的SDK,不可能是完整的源码),Android源码中的路径版本\external\目录下(这个目录下还有okhttp,glide.zxing等等比较常见的库),版本过低可能会没有BSDiff库(Android6.0是有的)。

BSDiff的核心

尽可能多的利用old文件中已有的内容，尽可能少的加入新的内容来构建new文件(补丁),通常的做法是对old文件和new文件做子字符串匹配或使用hash技术,提取公共部分，将new文件中剩余的部分打包成patch包,在Patch阶段中，用copying和insertion两个基本操作即可将old文件和patch包合成new文件(新Apk)

BSDiff基本步骤

对old文件中所有子字符串形成一个字典
对比old文件和new文件，产生diff string和extra string
将diffstring 和extrastring以及相应的控制字用zip压缩成一个patch包

服务端使用BSDiff

下载BSDiff,在Linux环境下使用,这里有个坑,BSDiff解压后的Makefile文件可能存在格式问题,如果make命令不能执行,修改后如下:

CFLAGS          +=      -O3 -lbz2

PREFIX          ?=      /usr/local
INSTALL_PROGRAM ?=      ${INSTALL} -c -s -m 555
INSTALL_MAN     ?=      ${INSTALL} -c -m 444

all:            bsdiff bspatch
bsdiff:         bsdiff.c
bspatch:        bspatch.c

install:
        ${INSTALL_PROGRAM} bsdiff bspatch ${PREFIX}/bin
        .ifndef WITHOUT_MAN
        ${INSTALL_MAN} bsdiff.1 bspatch.1 ${PREFIX}/man/man1
         .endif

然后执行make,生成bsdiff和bspatch文件,bsdiff就是用来做差分的,实际运用中应该是服务端做差分,bspatch是用来做合成的,就是Android端拿到差分包之后,和旧的apk文件合并生成新的apk。
可以通过bsdiff oldfile newfile patchfile命令生成差分包文件。如:

#patch为生成的差分包文件
./bsdiff old.apk new.apk patch

Android合成新的APK文件

①新建cpp项目,将bspatch.c文件和bzip2相关的文件放在cpp目录下:

image.png

bzip2库中的文件比较多,demo中用到部分,可以直接查看bzip2下的Makefile文件,确定需要使用的文件(这里没有头文件)

image.png

② 在CMakeLists文件中引用,代码如下:

cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)
#导入bzip
file(GLOB bzib_source ${CMAKE_SOURCE_DIR}/bzip/*.c)

add_library(
        native-lib
        SHARED
        native-lib.cpp
        bspatch.c
        #引用bzip
        ${bzib_source})

find_library(
        log-lib
        log)

target_link_libraries(
        native-lib
        ${log-lib})

注意: 导入引用同步后,bspatch.c文件中的#include <bzlib.h>导入头文件可能有问题(不同版本),如果有问题将该行注释掉,下面爆红的地方快捷键导下包即可(就是正确引入头文件如: #include "bzip/bzlib.h")

③Java层的逻辑,比较简单,这里没有请求服务端,本地取old.apk和patch文件,交给JNI合成新的apk文件bspatck.apk,然后执行安装操作,这里注意下8.0以上手机需要开启未知来源安装权限,跳转安装的逻辑在InstallUtils中,代码不贴了,需要完整代码的同学可以看文末链接,贴下MainActivity的代码

  // Used to load the 'native-lib' library on application startup.
    static {
        System.loadLibrary("native-lib");
    }

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);
        TextView tVersion = findViewById(R.id.tv_version);
        tVersion.setText(BuildConfig.VERSION_NAME);
        final Button btUpdate = findViewById(R.id.bt_update);
        btUpdate.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
            @Override
            public void onClick(View v) {
                requestPerms();
            }
        });
    }

    private void requestPerms() {
        //权限,简单处理下
        if (Build.VERSION.SDK_INT>Build.VERSION_CODES.N) {
            String[] perms= {Manifest.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE};
            if (checkSelfPermission(perms[0]) == PackageManager.PERMISSION_DENIED) {
                requestPermissions(perms,200);
            }else {
                update();
            }
        }
    }

    //从本地内存取patch差分文件和旧的apk文件合并
    private void update() {
        new AsyncTask<Void, Void, File>() {
            @Override
            protected File doInBackground(Void... voids) {
                //私有目录下的apk文件
                String oldApk = getApplicationInfo().sourceDir;
                //获取差分包的绝对路径
                String patch= new File(Environment.getExternalStorageDirectory(),"patch").getAbsolutePath();
                //合成的新apk的存放路径
                String output=createNewApk().getAbsolutePath();
                bsPatch(oldApk,patch,output);
                return new File(output);
            }

            @Override
            protected void onPostExecute(File file) {
                //合成后安装
                InstallUtils.installApk(MainActivity.this,file);
            }
        }.execute();
    }

    private File createNewApk() {
        File newApk = new File(Environment.getExternalStorageDirectory(),"bspatch.apk");
        if (!newApk.exists()) {
            try {
                //占位
                newApk.createNewFile();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return newApk;
    }

    public native void bsPatch(String oldApk,String patch,String output);

④JNI合成新的安装包,代码比较简单,直接贴一下吧,就是使用bspatch直接合成
注意:代码中调用的bspatch_main方法就是bspatch的main方法,重命名了一下,建议改下名,养成好习惯,因为实际项目中可能用到多个JNI库,都有main方法

#include <jni.h>
#include <string>
//导入bspatch.c中要使用的方法
extern "C"{
    int bspatch_main(int argc, char **argv);
}

extern "C"
JNIEXPORT void JNICALL
Java_com_jni_bsdiffdemo_MainActivity_bsPatch(JNIEnv *env, jobject instance, jstring oldApk_,
                                             jstring patch_, jstring output_) {
    //相当于类型转换,转换成C/C++识别字符串
    const char *oldApk = env->GetStringUTFChars(oldApk_, 0);
    const char *patch = env->GetStringUTFChars(patch_, 0);
    const char *output = env->GetStringUTFChars(output_, 0);
    const char *arg[]={"bisdff",oldApk,output,patch};
    //第一个参数传4(否则直接抛错),第二个参数是数组如上
    bspatch_main(4, const_cast<char **>(arg));

    //释放指针
    env->ReleaseStringUTFChars(oldApk_, oldApk);
    env->ReleaseStringUTFChars(patch_, patch);
    env->ReleaseStringUTFChars(output_, output);
}

最终实现效果如图,为了展示效果,new.apk相对于old.apk改了下versionName:

BSDiff.gif

完整代码请移步:Github
注:所用到的bzip2库和bsdiff库文件放在了bsdiff目录下~