概述
上一篇文章我们了解了Java的ClassLoader，上一篇文章传送门JVM 类加载机制
其实Android中的ClassLoader和java中的是不一样的，因为java中的CalssLoader主要加载Class文件，但是Android中的ClassLoader主要加载dex文件
Android中的ClassLoader
Android中的ClassLoader分为俩种类型，系统类加载器，自定义类加载器。其中系统的类加载器分为三种，BootClassLoader，PathClassLoader，DexClassLoader
BootClassLoader
Android 系统启动时，会用BootClassLoader来预加载常用类，与java中的ClassLoader不同，他不是用C++实现，而是用java实现的,如下：
class BootClassLoader extends ClassLoader {
private static BootClassLoader instance;
@FindBugsSuppressWarnings("DP_CREATE_CLASSLOADER_INSIDE_DO_PRIVILEGED")
public static synchronized BootClassLoader getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new BootClassLoader();
}
return instance;
}
...
BootClassLoader是ClassLoader的内部类，并继承自ClassLoader，BootClassLoader是一个单例类，需要注意的是BootClassLoader是默认修饰符，只能包内访问，我们是无法使用的
DexClassLoader
DexClassLoader可以加载dex文件和包含dex文件的压缩文件（比如jar和apk文件），不管加载那种文件，最终都是加载dex文件，我们看一下代码
public class DexClassLoader extends BaseDexClassLoader {
public DexClassLoader(String dexPath, String optimizedDirectory, String librarySearchPath, ClassLoader parent) {
super((String)null, (File)null, (String)null, (ClassLoader)null);
throw new RuntimeException("Stub!");
}
}
DexClassLoader有四个参数
- dexPath：dex相关文件的路径集合，多个文件用路径分割符分割，默认的文件分割符为 ":"
- optimizedDirectory:解压的dex文件储存的路径，这个路径必须是一个内部储存路径，一般情况下使用当钱应用程序的私有路径
/data/data/<Package Name>/... - librarySearchPath:包含C++库的路径集合，多个路径用文件分割符分割，可以为null
- parent：父加载器
DexClassLoade继承自BaseDexClassLoader,所有的实现都是在BaseDexClassLoader中
PathClassLoader
Android 用PathClassLoader来加载系统类和应用程序类，代码如下：
public class PathClassLoader extends BaseDexClassLoader {
public PathClassLoader(String dexPath, ClassLoader parent) {
super((String)null, (File)null, (String)null, (ClassLoader)null);
throw new RuntimeException("Stub!");
}
public PathClassLoader(String dexPath, String librarySearchPath, ClassLoader parent) {
super((String)null, (File)null, (String)null, (ClassLoader)null);
throw new RuntimeException("Stub!");
}
}
PathClassLoader继承自BaseDexClassLoader,所有的实现都是在BaseDexClassLoader中
PathClassLoader构造方法没有optimizedDirectory参数，因为PathClassLoader默认optimizedDirectory参数是/data/dalvik-cache，很显然PathClassLoader无法定义解压的dex储存的位置，因此PathClassLoader通常用来加载已经安装的apk的dex文件（安装的apk的dex文件在/data/dalvik-cache中）
ClassLoder的继承关系
运行一个应用程序需要几个ClassLoader呢？
public class MainActivity extends AppCompatActivity {
@Override
protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
super.onCreate(savedInstanceState);
setContentView(R.layout.activity_main);
ClassLoader classLoader = MainActivity.class.getClassLoader();
while (classLoader != null) {
Log.d("mmmClassLoader", classLoader.toString()+"\n");
classLoader = classLoader.getParent();
}
}
看下log
mmmClassLoader: dalvik.system.PathClassLoader[DexPathList[[zip file "/data/app/com.baidu.bpit.aibaidu.idl3-2/base.apk"],
nativeLibraryDirectories=[/data/app/com.baidu.bpit.aibaidu.idl3-2/lib/arm64, /data/app/com.baidu.bpit.aibaidu.idl3-2/base.apk!/lib/arm64-v8a, /system/lib64, /vendor/lib64, /system/vendor/lib64, /product/lib64]]]
java.lang.BootClassLoader@fcb14c9
我们看到主要用了俩个ClassLoader，分别是PathClassLoader和BootClassLoader，其中DexPathList包含了很多apk的路径，其中/data/app/com.baidu.bpit.aibaidu.idl3-2/base.apk就是实例应用安装在手机上的位置，DexPathList是在BaseDexClassLoder中创建的，里面储存dex相关文件的路径
除了上方的3中ClassLoader，Android还提供了其他的类加载器和ClassLoader相关类，继承关系如下：
分别介绍一下上方的8种ClassLoader
ClassLoader是一个抽象类，其中定义了ClassLoder的主要功能，BootClassLoader是他的内部类SecureClassLoader和JDK8中的SecureClassLoader代码是一样的，他继承抽象类ClassLoader，SecureClassLoader并不是ClassLoader的实现类，而是扩展了ClassLoader权限方面的功能，加强了Classloader的安全性URLClassLoader和JDK8中的URLClassLoader是一样的，他继承了SecureClassLoader通能过URL路径从jar文件中加载类和资源InMemoryDexClassLoader他是Android8.0新加的类加载器，继承自BaseDexClassLoader，用于加载内存中的dex文件BaseDexClassLoader继承自ClassLoader，是抽象类ClassLoader的具体实现类
ClassLoader的加载过程
Android中的ClassLoader同样遵循双亲委托模型，ClassLoader的加载方法为loadClass,方法定义在ClassLoader中
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException{
// 首先检查类是否被加载过
Class<?> c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
try {
if (parent != null) {
c = parent.loadClass(name, false);
} else {
c = findBootstrapClassOrNull(name);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
//如果父类抛出ClassNotFoundException异常
//则说明父类不能加载该类
}
if (c == null) {
//如果父类无法加载，则调用自身的findClass进行加
c = findClass(name);
}
}
return c;
}
上方逻辑很清楚，首先检查类是否被加载过，如果没有被加载过，就调用父类的加载器加载，如果父类加载器为空就调用启动加载器加载，如果父类加载失败，就调用自己的findClass加载,我们看一下这个方法
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
throw new ClassNotFoundException(name);
}
直接抛出异常，这说明findClass需要子类BaseDexClassLoader实现，如下：
public BaseDexClassLoader(String dexPath, File optimizedDirectory,
String librarySearchPath, ClassLoader parent) {
super(parent);
this.pathList = new DexPathList(this, dexPath, librarySearchPath, null);
if (reporter != null) {
reporter.report(this.pathList.getDexPaths());
}
}
...
@Override
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
List<Throwable> suppressedExceptions = new ArrayList<Throwable>();
//注释1
Class c = pathList.findClass(name, suppressedExceptions);
if (c == null) {
ClassNotFoundException cnfe = new ClassNotFoundException(
"Didn't find class \"" + name + "\" on path: " + pathList);
for (Throwable t : suppressedExceptions) {
cnfe.addSuppressed(t);
}
throw cnfe;
}
return c;
}
首先在构造方法内创建了DexPathList，然后再注释1处调用DexPathList的findClass方法
public DexPathList(ClassLoader definingContext, String dexPath,
String librarySearchPath, File optimizedDirectory) {
....
this.definingContext = definingContext;
ArrayList<IOException> suppressedExceptions = new ArrayList<IOException>();
// 创建dexElements
this.dexElements = makeDexElements(splitDexPath(dexPath), optimizedDirectory,
suppressedExceptions, definingContext);
....
}
public Class<?> findClass(String name, List<Throwable> suppressed) { //注释1
for (Element element : dexElements) {
//注释2
Class<?> clazz = element.findClass(name, definingContext, suppressed);
if (clazz != null) {
return clazz;
}
}
if (dexElementsSuppressedExceptions != null) {
suppressed.addAll(Arrays.asList(dexElementsSuppressedExceptions));
}
return null;
}
我们看到在构造方法中调用makeDexElements，为dexElements数组赋值然后，在注释1处遍历dexElements数组，在注释2处调用Element的findClass方法
public Element(File dir, boolean isDirectory, File zip, DexFile dexFile) {
System.err.println("Warning: Using deprecated Element constructor. Do not use internal"
+ " APIs, this constructor will be removed in the future.");
if (dir != null && (zip != null || dexFile != null)) {
throw new IllegalArgumentException("Using dir and zip|dexFile no longer"
+ " supported.");
}
if (isDirectory && (zip != null || dexFile != null)) {
throw new IllegalArgumentException("Unsupported argument combination.");
}
if (dir != null) {
this.path = dir;
this.dexFile = null;
} else {
this.path = zip;
this.dexFile = dexFile;
}
}
...
public Class<?> findClass(String name, ClassLoader definingContext,
List<Throwable> suppressed) {
//注释1
return dexFile != null ? dexFile.loadClassBinaryName(name, definingContext, suppressed)
: null;
}
我们从构造方法可以看出，它内部封装了DexFile，他用于加载dex，注释1处如果dexFile不为null则调用DexFile的loadClassBinaryName方法
public Class loadClassBinaryName(String name, ClassLoader loader, List<Throwable> suppressed) {
return defineClass(name, loader, mCookie, this, suppressed);
}
又调用了defineClass方法
private static Class defineClass(String name, ClassLoader loader, Object cookie,
DexFile dexFile, List<Throwable> suppressed) {
Class result = null;
try {
//注释1
result = defineClassNative(name, loader, cookie, dexFile);
} catch (NoClassDefFoundError e) {
if (suppressed != null) {
suppressed.add(e);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
if (suppressed != null) {
suppressed.add(e);
}
}
return result;
}
注释1处调用了defineClassNative方法来加载dex相关文件，这个是native方法不在向下分析
参考： 《Android进阶解密》
