Android 类加载ClassLoader

Android 中的 ClassLoader

本质上，Android 和传统的 JVM 是一样的，也需要通过 ClassLoader 将目标类加载到内存，类加载器之间也符合双亲委派模型。但是在 Android 中， ClassLoader 的加载细节有略微的差别。

在 Android 虚拟机里是无法直接运行 .class 文件的，Android 会将所有的 .class 文件转换成一个 .dex 文件，并且 Android 将加载 .dex 文件的实现封装在 BaseDexClassLoader 中，而我们一般只使用它的两个子类：PathClassLoader 和 DexClassLoader。

DexClassLoader

先来看官方对 DexClassLoader 的描述：

A class loader that loads classes from {@code .jar} and {@code .apk} files containing a {@code classes.dex} entry. This can be used to execute code not installed as part of an application.

DexClassLoader 可以从 SD 卡上加载包含 class.dex 的 .jar 和 .apk 文件，这也是插件化和热修复的基础，在不需要安装应用的情况下，完成需要使用的 dex 的加载。

DexClassLoader 的源码里面只有一个构造方法，代码如下：

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!");
    }
}
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参数说明：

• dexPath：包含 class.dex 的 apk、jar 文件路径 ，多个路径用文件分隔符(默认是":")分隔。
• optimizedDirectory：此参数已弃用，自 API 级别 26 起无效。
• librarySearchPath：C/C++ native 库的路径，多个路径用文件分隔符分隔； 可能是null。
• parent：父类加载器

PathClassLoader

PathClassLoader 用来加载系统 apk 和被安装到手机中的 apk 内的 dex 文件。它的 2 个构造函数如下：

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!");
    }

    @SystemApi(client = MODULE_LIBRARIES)
    public PathClassLoader(
            @NonNull String dexPath, @Nullable String librarySearchPath, @Nullable ClassLoader parent,
            @Nullable ClassLoader[] sharedLibraryLoaders) {
        super(dexPath, librarySearchPath, parent, sharedLibraryLoaders);
    }
}

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参数说明：

• dexPath：dex 文件路径，或者包含 dex 文件的 jar 包路径；
• librarySearchPath：C/C++ native 库的路径，多个路径用文件分隔符分隔； 可能是null。
• parent：父类加载器

PathClassLoader 里面除了上面这些以外就没有其他的代码了，具体的实现都是在 BaseDexClassLoader 里面，其 dexPath 比较受限制，一般是已经安装应用的 apk 文件路径。

当一个 App 被安装到手机后，apk 里面的 class.dex 中的 class 均是通过 PathClassLoader 来加载的，可以通过如下代码验证：

public class MainActivity extends ActivityBase {
    @Override
    public void onCreate(@Nullable Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        MLog.e(this.getClass().getName(), "onCreate");
        setContentView(R.layout.activity_main);
        ClassLoader classLoader = MainActivity.class.getClassLoader();
        MLog.e(classLoader.toString());
    }
}

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打印结果如下：

2021-09-26 17:55:56.530 /com.scc.demo E/-SCC-com.scc.demo.actvitiy.MainActivity: onCreate
2021-09-26 17:55:56.770 /com.scc.demo E/-SCC-:
dalvik.system.PathClassLoader[DexPathList[[zip file "/data/app/com.scc.demo-0huSvtxqzKDw3GXvCu3P8g==/base.apk"],
nativeLibraryDirectories=[
/data/app/com.scc.demo-0huSvtxqzKDw3GXvCu3P8g==/lib/arm64,
/data/app/com.scc.demo-0huSvtxqzKDw3GXvCu3P8g==/base.apk!/lib/arm64-v8a,
/system/lib64,
/system/product/lib64]]]

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小结

• ClassLoader 就是用来加载 class 文件的，不管是 jar 中还是 dex 中的 class。
• Java 中的 ClassLoader 通过双亲委托来加载各自指定路径下的 class 文件。
• 可以自定义 ClassLoader，一般覆盖 findClass() 方法，不建议重写 loadClass 方法。
• Android 中常用的两种 ClassLoader 分别为：PathClassLoader 和 DexClassLoader。

JVM
1.Bootstrap ClassLoader /jre/lib,用于加载java虚拟机所需要的系统类,java.lang.*
2.Ext ClassLoader /jre/lib/ext
3.App ClassLoader

ART
1.BootClassLoader ->加载常用类
2.PathClassLoader ->extends DexClassLoader,加载系统类和应用程序的类dex文件、apk等
3.DexClassLoader ->以加载dex文件以及包含dex的apk文件或jar文件,也支持从SD卡进行加载