Android 9.0 ART编译分析（三）-虚拟机触发dex2oat编译流程

原创内容，转载请注明出处，多谢配合。

这部分是针对动态加载插件的编译，主要是由ClassLoader来触发的，下面简单总结下。

一、Android 的ClassLoder介绍

1.1 ClassLoder类

ClassLoader 抽象父类 。
BootClassLoader 加载Android 系统编译文件。
BaseDexClassLoader PathClassLoader和DexClassLoader的父类，主要功能执行者。
PathClassLoader 加载已被安装的应用路径中.dex 文件。
DexClassLoader 加载指定路径中的.dex 文件。

1.2 初始化

getClassloader实际上就是选择对应classLoader并保证初始化的过程，常用的是Context去获取的。

/frameworks/base/core/java/android/app/ContextImpl.java

@Override
public ClassLoader getClassLoader() {
 return mClassLoader != null ? mClassLoader : (mPackageInfo != null ? mPackageInfo.getClassLoader() : ClassLoader.getSystemClassLoader());
}

不管是LoadedApk. getClassLoader 还是ClassLoader.getSystemClassLoader()，针对系统级别的类加载都是PathClassLoader。

1.3 DexClassLoader与PathClassLoader构造方法说明

DexClassLoader与PathClassLoader均继承BaseDexClassLoader，内部只包含构造方法，真正的功能实现都在BaseDexClassLoader。

两者构造方法解析：

public DexClassLoader(String dexPath, String optimizedDirectory, String librarySearchPath, ClassLoader parent) { / /热修复使用这个
    super((String)null, (File)null, (String)null, (ClassLoader)null); 
   throw new RuntimeException("Stub!"); 
}
参数：
dexPath：dex 文件路径列表，多个路径使用”:”分隔
optimizedDirectory：经过优化的 dex 文件（odex）文件输出目录
librarySearchPath：动态库路径（将被添加到 app 动态库搜索路径列表中）
parent：这是一个 ClassLoader，这个参数的主要作用是保留 java 中 ClassLoader 的委托机制。

public PathClassLoader(String dexPath, String librarySearchPath, ClassLoader parent) { 
    super((String)null, (File)null, (String)null, (ClassLoader)null); 
   throw new RuntimeException("Stub!"); 
}
参数：
dexPath：文件或者目录的列表
librarySearchPath：包含 lib 库的目录列表
parent：父类加载器

二、ClassLoader相关流程

先上流程图

动态加载插件直接触发dex2oat编译流程

注：这里loadClass线路点到为止，因为它并不是本篇文章的重点。

两条路线解析：
先走dex编译，再走loadClass类加载。

1）6-17是makeDexElements 保存dexElements 并触发dex编译过程

DexPathList有一个Element[] dexElements; 是用来保存dex/resource(class path) 的集合，由makeDexElements来收集。makeDexElements 方法会遍历所有dex path，并将它们一个个封装为Element,保存到Element[]中，长度不够通过copyOf翻倍扩容。另外会通过loadDexFile开始走编译路线。
编译的核心方法在oat_file_manager.cc中的OpenDexFilesFromOat,这里通过oat_file_assistant.cc 执行isUpToDate判断dex文件是否需要编译，如果需要走它的MakeUpToDate方法，执行编译。
MakeUpToDate中如果需要执行编译会走GenerateOatFileNoChecks，最终调用其Dex2Oat方法，调整好参数传给dex2oat这个执行文件去Exec。

2）1-5是loadClass类加载过程

在ClassLoader中执行classLoader:这里遵循双亲委派机制，先判断当前ClassLoader是否加载过，如果没有就让父类去加载，父类都不加载，再轮到子类去加载。
BaseDexClassLoader执行findClass,实际是通过DexPathList去执行findClass。
因为之前makeDexElements给Element[] dexElements赋值了，这里DexPathList执行的findClass实际上是遍历所有dexElements，每一个element都执行findClass
而最终是交给DexFile去做的类加载：其具体流程不赘述，跟java ClassLoader差不多：
顺序经历如下流程：

• Loading:类的信息从文件中获取并加载到JVM内存中。
• Verifying:检查读入的结构是否符合JVM规范。
• Preparing：验证完正确，会分配一个结构来存储类信息。
• Resolving: 把这个类的常量池中的所有符号引用转变为直接引用。
• Initializing:执行静态初始化程序，把静态变量初始化成指定的值。

最终就是将dex字节码文件loader到内存，按虚拟机内存划分区域去存放对应的数据。