ClassLoader，了解一下

ClassLoader 类图：

图片来自文末参考文章中.jpg

Android中ClassLoader的介绍

1. ClassLoader

   介绍：

   ClassLoader是一个抽象类，其中定义了ClassLoader的主要功能。包括类加载，验证，卸载等

   构造方法：

    public abstract class ClassLoader {
        private ClassLoader parent;
    
        protected ClassLoader() {
            this(getSystemClassLoader(), false);
        }
    
        protected ClassLoader(ClassLoader parentLoader) {
            this(parentLoader, false);
        }
    
        ClassLoader(ClassLoader parentLoader, boolean nullAllowed) {
            if (parentLoader == null && !nullAllowed) {
                //父类的类加载器为空,则抛出异常
                throw new NullPointerException("parentLoader == null && !nullAllowed");
            }
            parent = parentLoader;
        }
    }
   

2. BootClassLoader

   介绍：

   • 父类构造器

   • BootClassLoader是ClassLoader的内部类，是单例类，包内可见，我们没法调用，也不能使用它来动态加载。Android系统启动时会使用BootClassLoader来预加载常用类。

   构造方法：

    class BootClassLoader extends ClassLoader {
        private static BootClassLoader instance;
    
        public static synchronized BootClassLoader getInstance() {
            if (instance == null) {
                instance = new BootClassLoader();
            }
    
            return instance;
        }
    
        public BootClassLoader() {
            super(null, true);
        } 
    }
   

3. BaseDexClassLoader

   介绍：

   • BaseDexClassLoader继承自ClassLoader，是抽象类ClassLoader的具体实现类

   • PathClassLoader和DexClassLoader都继承它

   • 在它内部会初始化DexPathList对象，DexPathList这个对象中存储了dexElements(记录所有的dexFile文件)和nativeLibraryPathElements(记录所有的Native动态库, 包括app目录的native库和系统目录的native库)

   构造方法：

    public class BaseDexClassLoader extends ClassLoader {
        private final DexPathList pathList;
    
        public BaseDexClassLoader(String dexPath, File optimizedDirectory, String libraryPath, ClassLoader parent) {
            super(parent);
            this.pathList = new DexPathList(this, dexPath, libraryPath, optimizedDirectory);
        }
    }   

参数：

• dexPath: 包含目标类或资源的apk/jar列表;当有多个路径则采用:分割;

• optimizedDirectory: 优化后的dex文件存在的目录, 可以为null;

• libraryPath: native库所在路径列表;当有多个路径则采用:分割;

• ClassLoader:父类的类加载器.

4. PathClassLoader

   介绍：

   • 继承于BaseDexClassLoader. 只是封装了一下构造函数，没有复写父类的任何方法，所以具体的实现都在BaseDexClassLoader中

   • 主要用于系统和app的类加载器,其中optimizedDirectory为null, 采用默认目录/data/dalvik-cache/

   • dexPath 比较受限制，一般是已经安装应用的apk文件路径。在Android中，App安装到手机后，apk里面的classes.dex中的class均是通过PathClassLoader来加载的

   • BootClassLoader 是 PathClassLoader 的父加载器

   构造方法：

    public class PathClassLoader extends BaseDexClassLoader {
   
        public PathClassLoader(String dexPath, ClassLoader parent) {
            super(dexPath, null, null, parent);
        }
    
        public PathClassLoader(String dexPath, String libraryPath,
                ClassLoader parent) {
            super(dexPath, null, libraryPath, parent);
        }
    }
   

5. DexClassLoader

介绍：

• 封装了BaseDexClassLoader对象,并没有覆写父类的任何方法

• 可以从包含classes.dex的jar或者apk中，加载类的类加载器, 可用于执行动态加载

• 构造方法中，参数optimizedDirectory用来缓存优化的dex文件的路径，即从apk或jar文件中提取出来的 dex 文件。该路径不可以为空，且应该是应用私有的，有读写权限的路径

构造方法：

    public class DexClassLoader extends BaseDexClassLoader {

        public DexClassLoader(String dexPath, String optimizedDirectory,
                String libraryPath, ClassLoader parent) {
            super(dexPath, new File(optimizedDirectory), libraryPath, parent);
        }
    }

双亲委托机制

类加载器查找Class所采用的是双亲委托模式，所谓双亲委托模式就是首先判断该Class是否已经加载，如果没有则不是自身去查找而是委托给父加载器进行查找，这样依次的进行递归，直到委托到最顶层的Bootstrap ClassLoader，如果Bootstrap ClassLoader找到了该Class，就会直接返回，如果没找到，则继续依次向下查找，如果还没找到则最后会交由自身去查找。

具体委托过程如下：

1. 源 ClassLoader 先判断该 Class 是否已加载，如果已加载，则直接返回 Class，如果没有则委托给父类加载器。

2. 父类加载器判断是否加载过该 Class，如果已加载，则直接返回 Class，如果没有则委托给祖父类加载器。

3. 依此类推，直到始祖类加载器（引用类加载器）。

4. 始祖类加载器判断是否加载过该 Class，如果已加载，则直接返回 Class，如果没有则尝试从其对应的类路径下寻找 class 字节码文件并载入。如果载入成功，则直接返回 Class，如果载入失败，则委托给始祖类加载器的子类加载器。

5. 始祖类加载器的子类加载器尝试从其对应的类路径下寻找 class 字节码文件并载入。如果载入成功，则直接返回 Class，如果载入失败，则委托给始祖类加载器的孙类加载器。

6. 依此类推，直到源 ClassLoader。

7. 源 ClassLoader 尝试从其对应的类路径下寻找 class 字节码文件并载入。如果载入成功，则直接返回 Class，如果载入失败，源 ClassLoader 不会再委托其子类加载器，而是抛出异常。

类加载

1. loadClass(className) 调用加载class的方法。

   在loadClass()内部会先判断是否已经加载过该class，如果没有加载过就调用父类的loadClass()，如果父类中没有加载到就调用自己的findClass(className)方法去自己的路径中加载该class

2. findClass(className)

   1. findClass()方法内部中是调用pathList(pathList是在BaseDexClassLoader构造方法中初始化的DexPathList对象)的findClass(name...)

   2. 即调用DexPathList内部的findClass(name) 。在该方法中会遍历dexEldments中的dex文件，然后调用dex.loadClassBinaryName方法去查找该类。

   3. 即调用DexFile内部的，loadClassBinaryName方法，在该方法中调用defineClass()方法

   4. defineClassNative()这是native方法，在该native方法中，去找对应的类

loadClass源码流程参考

从源码分析 Android dexClassLoader 加载机制原理

ClassLoader在热修复中的应用

在前面类加载过程中分析说了，类加载机制是双亲委托机制，而且在loadClass过程中会遍历pathList(dexElements)中的dex文件，所以当在前面的dex文件中找到类就直接返回了，而不会再进行查找，所以可以通过将修复的dex插到dexElements前面即可。思路是这样的，具体的操作会复杂的多。

ClassLoader动态加载Jar实践

1. 生成jar包my.jar

    package com.thc.myjar;
   
    public class Plugin {
    
        public String getPluginStr() {
            return "恭喜你拿到了插件中的内容";
        }
    
        public int addInPulgin(int a, int b) {
            return a + b;
        }
    
    }
   

2. 使用dx.jar将jar包转换成dex化之后的jar包

    dx --dex --output=mydex.jar my.jar
   

3. push到或者代码复制到sdcard目录，然后通过DexClassLoader来进行加载

    private void loadJar() {
        /**
         * dexPath ： dexPath
         *
         */
        String absolutePath = getCacheDir().getAbsolutePath();
        DexClassLoader dexClassLoader = new DexClassLoader(
                "/data/data/com.thc.pluginsample/cache/" + jarName,
                absolutePath,
                null,
                getClassLoader());
        try {
            Class<?> aClass = dexClassLoader.loadClass("com.thc.myjar.Plugin");
            Object o = aClass.newInstance();
            Method getPluginStr = aClass.getMethod("getPluginStr");
            String msg = (String) getPluginStr.invoke(o);
            Toast.makeText(MainActivity.this, msg, Toast.LENGTH_SHORT).show();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

动态加载Jar Demo地址

感谢巨人的肩膀：

gityuan

热修复入门：Android 中的 ClassLoader

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