Android app 启动时 Application、类加载器的初始化过程
这是一篇听过朋友分享后，继续深挖 ClassLoader 部分的收获；
这是已篇还需要继续整理一下 内容逻辑的文章……
当 app 启动时 ActivityManagerService.startProcessLocked() 是 app 启动时启动进程的地方
ActivityManagerService.startProcessLocked() 的具体过程
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ActivityManagerService.startProcessLocked() 的具体过程
// // 这里是真正启动的代码； // entryPoint 是 "android.app.ActivityThread" 是 activityThread 的 包名路径， //便于后面进行反射调用它的 main() 方法 Process.ProcessStartResult startResult = Process.start(entryPoint, app.processName, uid, uid, gids, debugFlags, mountExternal, app.info.targetSdkVersion, app.info.seinfo, requiredAbi, instructionSet, app.info.dataDir, entryPointArgs);app.processName是 进程名Process.Start()--->ZygoteProcess.startViaZygote---> 通过 socket 连接 发送给 zygote, ZygoteInit.main()--->ZygoteInit.startSystemServer()
--->Zygote.forkSystemServer()
- ZygoteInit.java 的过程
```
//ZygoteInit.java
/**
* Prepare the arguments and fork for the system server process.
* 准备一些必要的参数，并且 从 system server process fork 一个 进程
*/
private static boolean startSystemServer(String abiList, String socketName)
throws MethodAndArgsCaller, RuntimeException {
....
/* Request to fork the system server process */
pid = Zygote.forkSystemServer(
...
);
....
// 由 systemserver 第一次创建我们的app 进程时 走不到这里
/* For child process */
if (pid == 0) {
if (hasSecondZygote(abiList)) {
waitForSecondaryZygote(socketName);
}
handleSystemServerProcess(parsedArgs);
}
}
```
这里 对 Zygote.forkSystemServer() 这个方法做个说明，它的 返回值为三种：
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0 : 代表着 当前是在新建的子进程中执行的，， 当由我们 app 里面的 mainProcess 开启一个 workProcess 时， 返回值为 0
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pid of the child : 如何使在 父进程中执行的（即最刚开始的进程）， 则会返回 新建的子进程的 pid
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-1 ： 代表出错
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分析一下 pid == 0 后的代码走向
*********这是 pid== 0 开始分析的分割线**********
以下部分代码，是程序走到 if (pid == 0) 里面的逻辑
start() 方法 通过 socket 的方式 向 Zygote 进程 发起进程创建请求，在
Zygote.forkSystemServer()之后 会调用handleSystemServerProcess()//ZygoteInit.java private static void handleSystemServerProcess( ZygoteConnection.Arguments parsedArgs) throws ZygoteInit.MethodAndArgsCaller { // 关闭 socket 服务 closeServerSocket(); .... .... // 创建 classLoader 并且把它设为 currentThread() 的 classLoader ClassLoader cl = null; if (systemServerClasspath != null) { // createSystemServerClassLoader() 创建的是一个 PathClassLoader cl = createSystemServerClassLoader(systemServerClasspath, parsedArgs.targetSdkVersion); Thread.currentThread().setContextClassLoader(cl); } .... }当运行到这里时，代表当前是 system server 进程，所以去创建了 system server 的 classLoader, 设置了 Thread.current().setContextClassLoader() 类加载器，后面的应用中所有的类默认是通过上面的类加载器加载.
*********这是上面 pid == 0 的结束线**********
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问题：application 的 类加载器是哪个？
现在引出另外一个问题，Application 的 类加载器 是哪个？？？咱们接着看
attach() 引起的一系列事件 ……
在后面就是 通过socket 反射调用了 ActivityThread.main() 方法， 创建了 ActivityThread 后，进行 attach() 操作
```
//ActivityThread.java
/**
* 把这段代码写出来，只是想让大家看到 Looper.prepareMainLooper()、 attach() 、 Looper.loop() 的位置关系，
* 我有点说不出来，但感觉有些东西是与这个相关的
*/
public static void main(String[] args) {
...
Looper.prepareMainLooper();
ActivityThread thread = new ActivityThread();
thread.attach(false);
...
Looper.loop();
throw new RuntimeException("Main thread loop unexpectedly exited");
}
```
在 thread.attach() 里面进行了 attachApplication(mAppThread) 同时会调用 thread.bindApplication() 这里是 `ActivityThread.bindApplication()`
```
//ActivityThread.bindApplication()
public final void bindApplication(...) {
...
//最后一句， 发送了一条 message 消息，
sendMessage(H.BIND_APPLICATION, data);
}
```
在 `ActivityThread.handleMessage()` 中 对 BIND_APPLICATION 的接收后调用了 `handleBindApplication()`
```
// ActivityThread.java
/**
* 真正绑定 application 的地方
*/
private void handleBindApplication(AppBindData data) {
...
...
...
//If the app is being launched for full backup or restore,
// bring it up in a restricted environment with the base application class.
Application app = data.info.makeApplication(data.restrictedBackupMode, null);
mInitialApplication = app;
...
}
```
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调用
LoadedApk.java,ApplicationLoaders.java部分这里还会涉及到其他的类，
LoadedApk.java,ApplicationLoaders.java等相关类;在
LoadedApk.makeApplication()里面的代码 会去获取 classLoader, 并且创建 appContext, 再通过 classLoader 和 appContext 去创建 application 对象;// LoadedApk.java public Application makeApplication(boolean forceDefaultAppClass, Instrumentation instrumentation) { ... // getClassLoader() 是去获取一个 与当前 apk 相关联的 pathClassLoader， java.lang.ClassLoader cl = getClassLoader(); ContextImpl appContext = ContextImpl.createAppContext(mActivityThread, this); // app 为 application app = mActivityThread.mInstrumentation.newApplication( cl, appClass, appContext); ... // 通过 instrumentation.callApplicationOnCreate() 去调用 app 的 onCreate() 方法，即 application 的 onCreate()； instrumentation.callApplicationOnCreate(app); } -
总结： 创建 application 的过程
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mActivityThread.mInstrumentation.newApplication(cl, appClass, appContext)
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第一个参数 cl, 是 当前 app 的 classLoader,
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第二个参数是 appClass, 是 当前 app application 的名字，检索的包名
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appContext 是新建的 context， 也是当前这个 app 对应的 context； 当作为参数去创建 application 时， 在 application.attach(context), 把该 context 作为 application 的 context
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在 newApplication() 中，会利用 cl.loadClass(appClass) 的得到当前 app 的 application
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补充 loadClass 后得到的 clazz, 下一步进行了
Application app = (Application)clazz.newInstance(); app.attach(context); return app;其中 app.attach(context)， 会调用 application 的 attachBaseContext();
而后会 调用 instrumentation.callApplicationOnCreate(app)， 会调用 application.onCreate();
所以 application 的 attachBaseContext() 时机 早于 application.onCreate()；
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mInstrumentation 又是个啥？？？
Instrumentation 是 android 系统里面的一套控制方法或者“钩子”，我理解的是，它可以在正常的生命周期（正常是有系统控制的）之外控制 android 的运行， 拿到一些流程控制的时机，然后我们就可以在这些时机里面写一些处理我们想要的东西。它提供了各种流程控制方法，例如下面的方法：
callActivityOnCreate()-----> 对应着系统的 onCreate(); callActivityOnStart()-----> 对应着系统的 onStart(); callActivityOnDestroy()-----> 对应着系统的 onDestroy();所以 当我们去新建一个类， 继承与 Instrumentation, 重写一些方法，在这些方法里面我们就可以自由的做一些控制的事情，例如，添加自动测试模块等。
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application 创建出来后，那么在它之前创建的 classLoader 是个什么样的过程？
到目前为止，由 thread.attach(); 引起了一系列的事件，现在已经正式的创建了 application， 并且去执行了 application 的 onCreate() 方法；
那么 app apk 什么时候与 classLoader 什么时候关联的呢？
看这一行代码 ： java.lang.ClassLoader cl = getClassLoader();
public ClassLoader getClassLoader() { synchronized (this) { if (mClassLoader == null) { createOrUpdateClassLoaderLocked(null /*addedPaths*/); } return mClassLoader; } }在看一下 createOrUpdateClassLoaderLocked() 的实现：
//LoadedApk.java private void createOrUpdateClassLoaderLocked(List<String> addedPaths) { ... // 主要关键的地方 mClassLoader = ApplicationLoaders.getDefault().getClassLoader( "" /* codePath */, mApplicationInfo.targetSdkVersion, isBundledApp, librarySearchPath, libraryPermittedPath, mBaseClassLoader); }对 mClassLoader 进行了赋值，那在ApplicationLoaders.getDefault().getClassLoader() 是如何操作的呢？
对于
ApplicationLoaders这个类，它里面维护了一个 mLoaders， 它是一个map， key 为 string （可以看做是 包名）， value 为 ClassLoader(类加载器)，看一下 getClassLoader() 的实现：
public ClassLoader getClassLoader(String zip, ... ) { ... // 首先 检查 mLoaders map 里 是否有该 loader， 有即返回， //没有则创建一个新的 pathClassLoader, 并把新建的 loader 加入 mLoaders ClassLoader loader = mLoaders.get(zip); if (loader != null) { return loader; } PathClassLoader pathClassloader = PathClassLoaderFactory.createClassLoader(...); ... mLoaders.put(zip, pathClassloader); return pathClassloader; ... }每个 app 进程都有唯一的 ApplicationLoaders 实例， 后续则通过 apk 的路径 （zip 参数）查询返回 classLoader, 因为 ApplicationLoaders 里 维护了 classLoader 的一个 map 常量 mLoaders, 所以 一个进程可以对应多个 apk!
不知道还记不记得 app lock theme 里面的实现，就是利用 主 app 去加载 theme app 里面的代码，就是说 主 app 里持有 theme apk 的 classLoader!!!
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总结总结！！ app 启动时发生的事情
大概可以总结一下了，在上述过程中，我们知道当我们的程序运行起来时
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先去从 zygote fork 一个 进程
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fork 进程之后，会调用
ActivityThread.main()， new 出一个 ActivityThread 对象 并且会把它与 application 关联起来，即 attach(); -
attach() 会引发一系列事件，这个过程中 会先后创建 classLoader, appContext, 和 application, 把 application 和 activityThread 关联起来
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调用 instrumentation.callApplicationOnCreate(app)， 触发 application 的 onCreate() 方法
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我的老哥，美滋滋
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上述过程，是 application 的创建时机，其他部分呢？
上面的绝大部分都是分析 在 app 启动时 application 的创建时机 和 classLoader 的关系， 那么其他部分的类，例如 四大组件 和 普通的类 的 classLoader 是哪个呢？
可以经过同样差不多的分析，发现 最终他们都是同一个 classLoader, 会去 ApplicationLoaders.getDefault().getClassLoader() 拿到该 apk 对应的那个 classLoader
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ClassLoader.getSystemClassLoader()， 这又是一个什么东西呢？
在这个过程中，我看到了在 ApplicationLoaders 里调用了 :
ClassLoader.getSystemClassLoader();
我实际测试了一下，它与 application 的 classLoader 都是属于 PathClassLoader，他们两有相同的 parent : bootClassLoader, 但却是不一样的对象，那么它是做什么的呢？
打印出来，看看：
ClassLoader classLoader = getClassLoader(); HSLog.i(TAG, "onCreate() classLoader is " + classLoader); HSLog.i(TAG, "onCreate() ClassLoader.getSystemClassLoader() is " + ClassLoader.getSystemClassLoader());log 如下：
onCreate() classLoader is dalvik.system.PathClassLoader[ DexPathList[ [zip file "/data/app/包名/base.apk"], nativeLibraryDirectories=[/data/app/包名/lib/arm, /data/app/包名/base.apk!/lib/armeabi, /vendor/lib, /system/lib] ] ] onCreate() ClassLoader.getSystemClassLoader() is dalvik.system.PathClassLoader[ DexPathList[ [directory "."], nativeLibraryDirectories=[/vendor/lib, /system/lib] ] ]可以看到，这两个 classLoader 是不一样的，官方对 ClassLoader.getSystemClassLoader() 的解释是：
返回委托的系统类加载器， 通常是用于启动应用程序的类加载器, 我有点不懂它的意思, 在 createSystemClassloader() 时， classPath 的默认值就是 ".", 上面的打印也说明了（directory "."）；同时它和 classLoader 同时都加载了 native 下的/vendor/lib, /system/lib的 代码ClassLoader.getSystemClassLoader() 是做什么的呢？？？
网上有一个说法是这样的: "当我们自定义 classLoader 时，假设是一个插件工程，想与host工程不冲突，独立运行，关注插件工程中的类的加载，而不关注host工程中的类的加载造成的冲突，此时可以将自定义类加载器的 parent 指定为此 classLoader， 即systemClassLoader。"
我再找找答案吧，搜了很多，没找到具体的说明。
水平有限，有错误的地方，多多指出，谢谢~~~
参考链接：
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android 源码,
Zygote.java,ActivityManagerServer.java,Process,ZygoteInit.java,ActivityThread.java,LoadedApk.java,ApplicationLoaders.java
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