Android 中的ClassLoader

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

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 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;
    }

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

Android 中的ClassLoader

概述

Android中的ClassLoader

BootClassLoader

DexClassLoader

PathClassLoader

ClassLoder的继承关系

ClassLoader的加载过程

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