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ClassLoader

  • Jul 19, 2022

Java ClassLoader 是 JVM 的一个部件，负责动态加载 JavaClass 到 JVM的内存空间中，即每个 JavaClass 必须由某个 ClassLoader 装载到内存。JavaClass 通常是按需加载，即第一次使用该类时才加载。

ClassLoader 的类型

Java 中的 ClassLoader 可以加载 jar 文件 和 class 文件，这一点在 Android 中并不适用，因为无论是 DVM 还是 ART 它们加载的不再是 class 文件，而是 dex 文件。

Android 中的 ClassLoader 类型和 Java 中的 ClassLoader 类型类似，也分为两种类型，分别是系统 ClassLoader 和自定义 ClassLoader。

其中 Android 系统 ClassLoader 包括三种分别是 BootClassLoader、PathClassLoader和 DexClassLoader，而 Java 系统类加载器也包括3种，分别是 Bootstrap ClassLoader、 Extensions ClassLoader 和 App ClassLoader。

BootClassLoader

BootClassLoader 是 ClassLoader 的内部类，继承自 ClassLoader，并且是一个单例对象。

Android 系统启动时会使用 BootClassLoader 来预加载常用类，与 Java 中的 BootClassLoader 不同，它并不是由 C/C++ 代码实现，而是由 Java 实现的。

PathClassLoader

PathClassLoader继承自 BaseDexClassLoader，很明显 PathClassLoader 的方法实现都在 BaseDexClassLoader 中。

Android 系统使用 PathClassLoader 来加载系统类和应用程序的类，如果是加载非系统应用程序类，则会加载 data/app/$packagename下的 dex 文件以及包含 dex 的 apk 文件或 jar 文件，不管是加载哪种文件，最终都是要加载 dex 文件。

DexClassLoader

DexClassLoader 可以加载 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，这也就意味着 DexClassLoader 可以在应用未安装的情况下加载 dex 相关文件。因此，它是热修复和插件化技术的基础。

package dalvik.system;

public class DexClassLoader extends BaseDexClassLoader {
    public DexClassLoader(String dexPath, String optimizedDirectory,
            String librarySearchPath, ClassLoader parent) {
        super(dexPath, null, librarySearchPath, parent);
    }
}

DexClassLoader 构造方法的参数要比 PathClassLoader 多一个 optimizedDirectory 参数，参数 optimizedDirectory 代表什么呢？应用程序在第一次被加载的时候，为了提高以后的启动速度和执行效率，Android 系统会对 dex 相关文件做一定程度的优化，并生成一个 ODEX 文件，此后再运行这个应用程序的时候，只要加载优化过的 ODEX 文件就行了，省去了每次都要优化的时间，而参数 optimizedDirectory 就是代表存储 ODEX 文件的路径，这个路径必须是一个内部存储路径。

ClasssLoader 的继承关系

  • ClassLoader 是一个抽象类，其中定义了 ClassLoader 的主要功能。BootClassLoader 是它的内部类。
  • SecureClassLoader类和 JDK8 中的 SecureClassLoader 类的代码是一样的，它继承了抽象类 ClassLoader。SecureClassLoader 并不是 ClassLoader 的实现类，而是拓展了 ClassLoader 类加入了权限方面的功能，加强了 ClassLoader 的安全性。
  • URLClassLoader 类和 JDK8 中的 URLClassLoader 类的代码是一样的，它继承自 SecureClassLoader，用来通过URl路径从 jar 文件和文件夹中加载类和资源。
  • BaseDexClassLoader 继承自 ClassLoader，是抽象类 ClassLoader 的具体实现类，PathClassLoader和 DexClassLoader 都继承它。
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