目錄一、前言二、java 中的 ClassLoader三、Android 中的 ClassLoader四、雙親委派機(jī)制五、源碼分析一、前言

一個(gè)完整的Java應(yīng)用程序，當(dāng)程序在運(yùn)行時(shí)，即會(huì)調(diào)用該程序的一個(gè)入口函數(shù)來(lái)調(diào)用系統(tǒng)的相關(guān)功能，而這些功能都被封裝在不同的class文件當(dāng)中，所以經(jīng)常要從這個(gè)class文件中要調(diào)用另外一個(gè)class文件中的方法，如果另外一個(gè)文件不存在的，則會(huì)引發(fā)系統(tǒng)異常。而程序在啟動(dòng)的時(shí)候，并不會(huì)一次性加載程序所要用的所有class文件，而是根據(jù)程序的需要，通過(guò)Java的類(lèi)加載機(jī)制（ClassLoader）來(lái)動(dòng)態(tài)加載某個(gè)class文件到內(nèi)存當(dāng)中的，從而只有class文件被載入到了內(nèi)存之后，才能被其它c(diǎn)lass所引用。所以ClassLoader就是用來(lái)動(dòng)態(tài)加載class文件到內(nèi)存當(dāng)中用的。

Android平臺(tái)上虛擬機(jī)運(yùn)行的是Dex字節(jié)碼,一種對(duì)class文件優(yōu)化的產(chǎn)物,傳統(tǒng)Class文件是一個(gè)Java源碼文件會(huì)生成一個(gè).class文件，而Android是把所有Class文件進(jìn)行合并，優(yōu)化，然后生成一個(gè)最終的class.dex,目的是把不同class文件重復(fù)的東西只需保留一份,如果我們的Android應(yīng)用不進(jìn)行分dex處理,最后一個(gè)應(yīng)用的apk只會(huì)有一個(gè)dex文件。

二、java 中的 ClassLoader

BootstrapClassLoader負(fù)責(zé)加載 JVM 運(yùn)行時(shí)的核心類(lèi)，比如 JAVA_HOME/lib/rt.jar 等等

ExtensionClassLoader負(fù)責(zé)加載 JVM 的擴(kuò)展類(lèi)，比如 JAVA_HOME/lib/ext 下面的 jar 包

AppClassLoader負(fù)責(zé)加載 classpath 里的 jar 包和目錄

三、Android 中的 ClassLoader

BootClassLoader

負(fù)責(zé) Android系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)會(huì)使用BootClassLoader來(lái)預(yù)加載常用類(lèi)，與Java中的Bootstrap ClassLoader不同的是，它并不是由C/C++代碼實(shí)現(xiàn)，而是由Java實(shí)現(xiàn)的。BootClassLoader是ClassLoader的一個(gè)內(nèi)部類(lèi)。PathClassLoader

負(fù)責(zé)加載已經(jīng)安裝的Apk，也就是/data/app/package 下的apk文件，也可以加載/vendor/lib, /system/lib下的nativeLibrary

DexClassLoader

負(fù)責(zé)加載可以加載一個(gè)未安裝的apk文件。

四、雙親委派機(jī)制

每一個(gè) ClassLoader 中都有一個(gè) parent 對(duì)象，代表的是父類(lèi)加載器，在加載一個(gè)類(lèi)的時(shí)候，會(huì)先使用父類(lèi)加載器去加載，如果在父類(lèi)加載器中沒(méi)有找到，自己再進(jìn)行加載，如果 parent 為空，那么就用系統(tǒng)類(lèi)加載器來(lái)加載。通過(guò)這樣的機(jī)制可以保證系統(tǒng)類(lèi)都是由系統(tǒng)類(lèi)加載器加載的。 下面是 ClassLoader 的 loadClass 方法的具體實(shí)現(xiàn)。

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)throws ClassNotFoundException { // First, check if the class has already been loaded Class<?> c = findLoadedClass(name); if (c == null) {try { if (parent != null) {// 先從父類(lèi)加載器中進(jìn)行加載c = parent.loadClass(name, false); } else {c = findBootstrapClassOrNull(name); }} catch (ClassNotFoundException e) { // ClassNotFoundException thrown if class not found // from the non-null parent class loader} if (c == null) { // 沒(méi)有找到，再自己加載 c = findClass(name);} } return c; }五、源碼分析

1.現(xiàn)在我們看下 BaseDexClassLoader 繼承自ClassLoader

public class BaseDexClassLoader extends ClassLoader{ ...//存放需要加載的dexListprivate final DexPathList pathList;/** * * @param dexPath 需要加載的dex文件所在的路徑 * @param optimizedDirectory Android系統(tǒng)將dex文件進(jìn)行優(yōu)化后所生成的ODEX文件的存放路徑，該路徑必須是一個(gè)內(nèi)部存儲(chǔ)路徑。 * @param librarySearchPath 目標(biāo)類(lèi)所使用的c、c++庫(kù)存放的路徑 * @param parent 該加載器的父加載器，一般為當(dāng)前執(zhí)行類(lèi)的加載器 */ public BaseDexClassLoader(String dexPath, File optimizedDirectory, String librarySearchPath, ClassLoader parent) {this(dexPath, optimizedDirectory, librarySearchPath, parent, false); } /** * * @param dexPath * @param optimizedDirectory * @param librarySearchPath * @param parent * @param isTrusted 是否已信任，關(guān)系到是否可調(diào)用隱藏API */ public BaseDexClassLoader(String dexPath, File optimizedDirectory, String librarySearchPath, ClassLoader parent, boolean isTrusted) {super(parent);this.pathList = new DexPathList(this, dexPath, librarySearchPath, null, isTrusted); ... } /** * * @param dexFiles 字節(jié)緩存數(shù)組的dex文件 * @param parent 該加載器的父加載器 */public BaseDexClassLoader(ByteBuffer[] dexFiles, ClassLoader parent) {// TODO We should support giving this a library search path maybe.super(parent);this.pathList = new DexPathList(this, dexFiles); }/** * 通過(guò)完整的類(lèi)名尋找對(duì)應(yīng)的類(lèi) * @param name 傳入一個(gè)完整的類(lèi)名 * @return * @throws ClassNotFoundException */@Override protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {List<Throwable> suppressedExceptions = new ArrayList<Throwable>();//1 在pathList中尋找name對(duì)應(yīng)的類(lèi)Class c = pathList.findClass(name, suppressedExceptions);// 如果未找到此類(lèi)，則拋出異常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; }}

PathClassLoader 和DexClassLoader: 繼承自BaseDexClassLoader

public class PathClassLoader extends BaseDexClassLoader { /** * * @param dexPath dex文件路徑集合 * @param parent 父加載器 */ public PathClassLoader(String dexPath, ClassLoader parent) {//調(diào)用父類(lèi)BaseDexClassLoader 四參構(gòu)造方法super(dexPath, null, null, parent); } /** * * @param dexPath dex文件路徑集合 * @param librarySearchPath 包含 C/C++庫(kù)的路徑集合，多個(gè)路徑用文件分隔符分隔分割，可以為null * @param parent 父加載器 */ public PathClassLoader(String dexPath, String librarySearchPath, ClassLoader parent) {//調(diào)用父類(lèi)BaseDexClassLoader 四參構(gòu)造方法super(dexPath, null, librarySearchPath, parent); }}

public class DexClassLoader extends BaseDexClassLoader { /** * * @param dexPath dex文件路徑集合，多個(gè)路徑用文件分隔符分隔，默認(rèn)文件分隔符為':' * @param optimizedDirectory 解壓的dex文件存儲(chǔ)路徑，這個(gè)路徑必須是一個(gè)內(nèi)部存儲(chǔ)路徑，一般情況下使用當(dāng)前應(yīng)用程序的私有路徑 * @param librarySearchPath 包含 C/C++ 庫(kù)的路徑集合，多個(gè)路徑用文件分隔符分隔分割，可以為null * @param parent 父加載器 */ public DexClassLoader(String dexPath, String optimizedDirectory, String librarySearchPath, ClassLoader parent) {// 調(diào)用父類(lèi)BaseDexClassLoader 四參構(gòu)造方法，在API26以上，librarySearchPath參數(shù)已棄用，使用此方法super(dexPath, null, librarySearchPath, parent);// API26及以下使用此方法// super(dexPath, new File(optimizedDirectory), librarySearchPath, parent); }}

我們看1 處 pathList 的 findClass 是如何查找的

/*package*/ final class DexPathList { private static final String DEX_SUFFIX = '.dex'; private static final String zipSeparator = '!/'; private final ClassLoader definingContext; // dex/resource 存放dex的數(shù)組 private Element[] dexElements; // 存放本地庫(kù)文件的列表 private final List<File> nativeLibraryDirectories; // 存放系統(tǒng)本地庫(kù)文件的列表 private final List<File> systemNativeLibraryDirectories; // 存放創(chuàng)建dexElement列表時(shí)引發(fā)異常的列表 private IOException[] dexElementsSuppressedExceptions;DexPathList(ClassLoader definingContext, String dexPath, String librarySearchPath, File optimizedDirectory, boolean isTrusted) {... this.definingContext = definingContext; //BaseDexClassLoader構(gòu)造器中會(huì)傳入其本身 ArrayList<IOException> suppressedExceptions = new ArrayList<IOException>();// 通過(guò)dexPath路徑使用分隔符將其轉(zhuǎn)換成dexElements列表this.dexElements = makeDexElements(splitDexPath(dexPath), optimizedDirectory, suppressedExceptions, definingContext, isTrusted);... } // 為本地庫(kù)搜索路徑生成一個(gè)directory/zip path元素?cái)?shù)組 private static Element[] makeDexElements(List<File> files, File optimizedDirectory, List<IOException> suppressedExceptions, ClassLoader loader, boolean isTrusted) { Element[] elements = new Element[files.size()]; int elementsPos = 0; for (File file : files) { if (file.isDirectory()) { //如果是文件夾，則直接添加至elements elements[elementsPos++] = new Element(file); } else if (file.isFile()) { //如果是文件 String name = file.getName(); DexFile dex = null; //是否為 .dex 文件 if (name.endsWith(DEX_SUFFIX)) { // Raw dex file (not inside a zip/jar). try { //如果是 dex 文件，則加載這個(gè)文件 dex = loadDexFile(file, optimizedDirectory, loader, elements); if (dex != null) { //將dex 文件保存,注意第二個(gè)參數(shù)傳的底 null elements[elementsPos++] = new Element(dex, null); } } catch (IOException suppressed) { System.logE('Unable to load dex file: ' + file, suppressed); suppressedExceptions.add(suppressed); } } else { //如果不是目錄且不是 .dex 結(jié)尾的，那么他可能是 jar。加載這個(gè)文件 dex = loadDexFile(file, optimizedDirectory, loader, elements); if (dex == null) { elements[elementsPos++] = new Element(file); } else { // 保存dex 文件 和 當(dāng)前的 file，這種情況下可能是 jar，具體可以看這個(gè)構(gòu)造方法 elements[elementsPos++] = new Element(dex, file); } if (dex != null && isTrusted) { //如果dex對(duì)象不為空且是允許信任狀態(tài)dex.setTrusted(); // 將此dex對(duì)象設(shè)置為已信任，它可以訪問(wèn)平臺(tái)的隱藏api } } else { System.logW('ClassLoader referenced unknown path: ' + file); } } if (elementsPos != elements.length) { elements = Arrays.copyOf(elements, elementsPos); } return elements; }public Class<?> findClass(String name, List<Throwable> suppressed) {// 遍歷dex列表for (Element element : dexElements) { //2 Class<?> clazz = element.findClass(name, definingContext, suppressed);//如果找到我們需要的name類(lèi)，直接返回當(dāng)前clazz if (clazz != null) {return clazz; }} if (dexElementsSuppressedExceptions != null) { suppressed.addAll(Arrays.asList(dexElementsSuppressedExceptions));}return null; }}

看注釋2處 此時(shí)會(huì)通過(guò)makeDexElements方法生成一個(gè)Element數(shù)組，緊接著當(dāng)前類(lèi)中的findClass方法又會(huì)調(diào)用DexPathList中的Element類(lèi)的findClass方法。

static class Element { private final File path; private final DexFile dexFile; private ClassPathURLStreamHandler urlHandler;private boolean initialized; ... ...public Class<?> findClass(String name, ClassLoader definingContext,List<Throwable> suppressed) {// 3 通過(guò)loadClassBinaryName方法尋找name類(lèi)，找到即返回它，否則返回null return dexFile != null ? dexFile.loadClassBinaryName(name, definingContext, suppressed) : null;} }

注釋3 處 通過(guò)loadClassBinaryName 最后調(diào)用native層 defineClassNative的方法 分析到這里可以看出，最終進(jìn)行Class字節(jié)碼的加載操作，是通過(guò)底層的native方法來(lái)完成的。

到此這篇關(guān)于Java源碼解析之ClassLoader的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java ClassLoader內(nèi)容請(qǐng)搜索好吧啦網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持好吧啦網(wǎng)！