类加载的概述
image.png
- java 中的ClassLoader
- Android 中的ClassLoader
java 中的ClassLoader
- ClassLoader 的作用：
查找和加载Class文件到java虚拟机中 - java 中classLoader的类型
- BootstrapClassLoader 根类加载器
c/c++代码实现的加载器，用于加载指定的jdk 中的核心库，用来加载一下目录中的类库：
- $JAVA_HOME/jre/lib 目录
- -Xbootclasspath 参数指定的目录
- ExtClassLoader 扩展类加载器
（使用jdk9 是jdk.internal.loader.ClassLoader$PlatformClassLoader 类）使用java语言实现，负责加载java 的扩展类:
- $JAVA_HOME/jre/lib/ext
- 系统属性java.ext.dir 所指定的目录
- AppClassLoader 应用程序加载器
- 当前应用程序ClassPath 指定的目录
- 系统属性java.class.path 指定的目录
-
双亲委派机制
image.png
此处的"父"并不是指面向对象中的集成关系，而是使用的组合方式实现
双亲委派机制的好处：
- 避免类的重复加载，当父类加载器已经加载了该类时，子classLoader 没有必要在加载一次，直接读取已经加载的即可
- 更加安全，java 核心api 中定义的类型不会被随意替换。还有一点只有两个类名一致并且被同一个类加载器加载的类，Java 虚拟机才会认为他是同一个类
- ClassLoader 源码解析
ClassLoader 的loadClass
protected Class loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException
{
synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
// 1. 首先检查class 是否被加载
Class c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
long t0 = System.nanoTime();
try {
// 2. 如果父加载器不为空，调用父加载器的loadClass 方法
if (parent != null) {
c = parent.loadClass(name, false);
} else {
// 3. 如果父加载器为空，则调用BootStrapClassLoader来检查类是否已经被加载
c = findBootstrapClassOrNull(name);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
// ClassNotFoundException thrown if class not found
// from the non-null parent class loader
}
if (c == null) {
// If still not found, then invoke findClass in order
// to find the class.
// 4. 如果以上流程都没有查找到该类，则调用findClass方法进行加载
long t1 = System.nanoTime();
c = findClass(name);
// this is the defining class loader; record the stats
sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
}
}
if (resolve) {
resolveClass(c);
}
return c;
}
}
findClass :自定义classLoader时需要重写该方法，并需要在此方法中调用defineClass方法
protected Class findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
throw new ClassNotFoundException(name);
}
defineClass:用来将byte 字节解析成虚拟机能够识别的class 对象
protected final Class defineClass(String name, byte[] b, int off, int len)
throws ClassFormatError
{
return defineClass(name, b, off, len, null);
}
- UrlClassLoader
JDK 中提供的，扩展了ClassLoader,能够从本地或者网络上指定的位置加载类，我们可以使用该类作为自定义的类加载器使用
Android 中的ClassLoader
Android 中的classloader需要加载的是dex 文件，系统提供的classloader 的集成关系图：
image.png
- ClassLoader:一个抽象类，定义了ClassLoader 的主要功能
- SecureClassLoader:类和JDK8中的SecureClassLoader 的代码一样，其并没有具体实现ClassLoader,而是扩展了ClassLoader 类，加入了权限方面的功能
- BootClassLoader:是ClassLoader 的内部类，android 系统启动时会使用BootClassLoader来预加载常用类，其使用java 实现
- BaseDexClassLoader:是ClassLoder 的具体实现
- DexClassLoader:可以加载dex文件以及包含dex文件的压缩文件
- PathClassLoader :用来加载系统类和应用程序中的类，与DexClassLoader不同点在于其用来加载已经安装的apk的dex文件
- URLClassLoader:用来通过URL路径加载类
ClassLoader 的加载过程
首先从ClassLoader 的loadClass 开始
protected Class loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException
{
// 1. 检查类是否已经被加载过
Class c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
try {
// 2. 如果没有被加载使用双亲委托机制进行加载
if (parent != null) {
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
}
// 3. 如果父加载器没有加载则进行自己加载
if (c == null) {
// If still not found, then invoke findClass in order
// to find the class.
c = findClass(name);
}
}
return c;
}
Android 中的类加载同样遵循双亲委托机制，从上边的流程我们可以看出来。接着我们从findClass 开始查看类是怎么被加载的：
protected Class findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
throw new ClassNotFoundException(name);
}
由于ClassLoader 中没有具体的实现，我们接着查看他的实现类DaseDexClassLoder 中是如何实现的：
public BaseDexClassLoader(String dexPath, File optimizedDirectory,
String librarySearchPath, ClassLoader parent) {
super(parent);
// 1. DexPathList 初始化
this.pathList = new DexPathList(this, dexPath, librarySearchPath, optimizedDirectory);
}
@Override
protected Class findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
List suppressedExceptions = new ArrayList();
// 2. 从DexPathList 中查找要
Class c = pathList.findClass(name, suppressedExceptions);
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;
}
DexPathList 的findClass 方法：
public Class findClass(String name, List suppressed) {
for (Element element : dexElements) {
DexFile dex = element.dexFile;
if (dex != null) {
// 从Element 中获取Dexfile 文件，调用 DexFile 的loadClassBinaryName加载类
Class clazz = dex.loadClassBinaryName(name, definingContext, suppressed);
if (clazz != null) {
return clazz;
}
}
}
if (dexElementsSuppressedExceptions != null) {
suppressed.addAll(Arrays.asList(dexElementsSuppressedExceptions));
}
return null;
}
Dexfile 中的loadClassBinaryName 方法
public Class loadClassBinaryName(String name, ClassLoader loader, List suppressed) {
return defineClass(name, loader, mCookie, this, suppressed);
}
private static Class defineClass(String name, ClassLoader loader, Object cookie,
DexFile dexFile, List suppressed) {
Class result = null;
try {
// 起调用了native 层的方法，至此java 层的类加载流程结束
result = defineClassNative(name, loader, cookie, dexFile);
} catch (NoClassDefFoundError e) {
if (suppressed != null) {
suppressed.add(e);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
if (suppressed != null) {
suppressed.add(e);
}
}
return result;
}
从以上的流程我们可以流程我们可以画出以下流程图
image.png