Android黑科技动态加载(一)之Java中的ClassLoader

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我们的认识

我们都知道, 刚写好的Java的源文件是以.java为扩展名的, 需要让JVM去解析的时候, 必须编译成Java字节码, 而Java字节码文件就是以.class为扩展名的. ClassLoader的对象就是去加载这些Java字节码文件

Java默认的ClassLoader

在Java默认环境中, 提供了三种Classloader

• BootStrap ClassLoader : 启动类加载器，Java类加载器中最顶层的类加载器，负责加载JDK中的核心类库，如：rt.jar、resources.jar、charsets.jar等

• Extension ClassLoader : 扩展类加载器，负责加载Java的扩展类库，默认加载JAVA_HOME/jre/lib/ext/目下的所有jar

• App ClassLoader : 系统类加载器，负责加载应用程序classpath目录下的所有jar和class文件

java_classloader.jpg

有兴趣的朋友可以通过Class.getClassLoader()去验证一下.

ClassLoader加载原理

加载顺序(双亲委托机制)

如果我们自定义一个ClassLoader叫做MyClassLoader, 当查找需要的类的时候, MyClassLoader会把该责任委托给它的父类加载器不是通过继承的父类, 是通过parent属性去持有. 整个过程从顶到下, 如果一个类找不到, 那么查找顺序是BootStrap ClassLoader->Extension ClassLoader->App ClassLoader->MyClassLoader->抛出异常ClassNotFoundException

两个类是否相等

一般我们认为两个类是否相等, 仅仅通过包名+类名去区分. 事实上还有一个条件, 就是加载该类的ClassLoader是否是同一个

两个关键方法

ClassLoader中认为比较关键的方法有三个:

• public Class loadClass(String name) : 根据双亲委托机制的方式查找class

• protected Class findClass(String name) : 根据该ClassLoader的方式去查找class

• protected final Class defineClass() : 该方法有多个重载, 具体参数不写了. 主要作用是把类加载到内存中

loadClass为一个模板方法, 有兴趣的话可以去看看源码. 所以一般我们只需要重写findClass即可.

上面三个方法有关系的, loadClass->findClass->defineClass. loadClass使用双亲委托机制去查找要加载的类, 当上层ClassLoader不能加载该类时, 就会去使用自己的findClass去加载类. 加载到的类(可能为空)会传入defineClass中, 如果为空则抛出异常.

自定义ClassLoader

我们下面自定义一个MyClassLoader去加载外部的RemoteClass.class文件

RemoteClass.class

package top.august1996.demo;

public class RemoteClass {

    public void catched() {
        System.out.println("I am catched...");
    }
}

我们把上面文件移到任意目录(/Users/August/Desktop)

cd /Users/August/Desktop
javac RemoteClass.java

现在我们就在桌面上编译了一个字节码文件

MyClassLoader.java

package top.august1996.demo;

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;

public class MyClassLoader extends ClassLoader {

    private String mClassPath; // Class存放的的目录

    public MyClassLoader(String classPath) {
        mClassPath = classPath;
    }

    @Override
    protected Class findClass(String name) {

        File clsFile = new File(mClassPath, getClassName(name));

        FileInputStream fis = null;
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
        byte[] b = null;
        try {
            fis = new FileInputStream(clsFile);

            int data = 0;

            while ((data = fis.read()) != -1) {
                baos.write(data);
            }
            b = baos.toByteArray();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (fis != null) {
                try {
                    fis.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            if (baos != null) {
                try {
                    baos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        // 上面是基本的数据流操作, 把Class文件转换成二进制流

        return defineClass(name, b, 0, b.length);
    }

    /**
     * 获取Class的完整文件名
     * 
     * @param name
     * @return
     */
    private String getClassName(String name) {
        String clsName = null;

        if (name != null) {
            int lastIndexOf = name.lastIndexOf(".");
            if (lastIndexOf == -1) {
                clsName = name + ".class";
            } else {
                clsName = name.substring(lastIndexOf + 1) + ".class";
            }
        }

        return clsName;
    }

}

TestDemo.java

package top.august1996.demo;

import java.lang.reflect.Method;

public class TestDemo {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        MyClassLoader classLoader = new MyClassLoader("/Users/August/Desktop");
        Class cls = classLoader.findClass("top.august1996.demo.RemoteClass");
        Object object = cls.newInstance();
        Method method = cls.getDeclaredMethod("catched", null);
        method.invoke(object, null);
    }

}

I am catched...

我们使用反射区调用自己加载的RemoteClass的catched方法, 可以看到结果已经是成功的了.