Android 类加载机制

一、Java虚拟机JVM类加载过程

JVM（虚拟机）把描述类的数据的字节码.Class文件加载到内存，并对数据进行校正、转换解析和初始化，最终形成可以被虚拟机直接使用的java类型，这就是虚拟机的类加载机制。

JVM三种预定义类型类加载器

1. 启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）：负责加载JAVA_HOME\lib目录中并且能被虚拟机识别的类库到JVM内存中，如果名称不符合的类库即使放在lib目录中也不会被加载。该类加载器无法被Java程序直接引用。
2. 扩展类加载器（Extension ClassLoader）：该加载器主要是负责加载JAVA_HOME\lib\，该加载器都可以被开发者直接使用。
3. 应用程序类加载器（Application ClassLoader）：该类加载器也成为系统类加载器，它负责加载用户类路径（Classpath）上所指定的类库，开发者可以直接使用该类加载器，如果应用程序中没有自定义过自己的类加载器，一般情况下这个就是程序中默认的类加载器。

对于上面三种类加载器，其中启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）使用C++语言实现，属于虚拟机自身的一部分，不是ClassLoader的子类。所有其他的类加载器，这些类加载器是由Java语言实现，独立于JVM外部，并且全部继承自抽象类lava.lang.ClassLoader。

步骤

1. 加载（查找并加载类的二进制数据）
   由类加载器执行，查找字节码，并创建一个Class对象（只是创建）
2. 链接
   验证字节码，为静态域分配存储空间（只是分配，并不初始化该存储空间），解析该类创建所需要的对其它类的应用
3. 初始化
   首先执行静态初始化块static{}，初始化静态变量，执行静态方法（如构造方法）

初始化过程会被触发：
—— 创建类的实例
—— 访问某个类或者接口的静态变量，或者对该静态变量赋值（如果访问静态编译时常量(即编译时可以确定值的常量)不会导致类的初始化）
—— 调用类的静态方法
—— 反射（Class.forName(xxx.xxx.xxx)）
—— 初始化一个类的子类（相当于对父类的主动使用），不过直接通过子类引用父类元素，不会引起子类的初始化
—— Java虚拟机被标明为启动类的类（包含main方法的）

二、Android虚拟机Dalvik/ART VM加载过程

Dalvik/ART VM 虚拟机加载类和资源也是要用到ClassLoader，不过Jvm通过ClassLoader加载的class字节码，而Dalvik/ART VM通过ClassLoader加载则是dex。

Android的类加载器分为PathClassLoader和DexClassLoader两种，两者都继承自BaseDexClassLoader，BaseDexClassLoader继承ClassLoader。
PathClassLoader：用来加载系统类和应用类。支持加载DEX或者已经安装的APK（因为存在缓存的DEX）。
DexClassLoader：用来加载jar、apk、dex文件（加载jar、apk也是最终抽取里面的Dex文件进行加载）。也可以从SD卡进行加载。

Dalvik虚拟机类加载流程

三、JVM 与 Dalvik 与 ART VM

JVM虚拟机
执行的是class文件；
只存在一个；
基于栈（内存）;

Dalvik虚拟机（DVM）
执行的是dex字节码 （运行时动态地将执行频率很高的dex字节码翻译成本地机器码）；
可同时存在多个（每个android app对应着一个Dalvik虚拟机实例）;
基于寄存器；

android5.0后虚拟机由dalvik替换为ART(Android Runtime)，在安装应用的时候，dex中的字节码将被编译成本地机器码，之后每次打开应用，执行的都是本地机器码。

ART虚拟机
执行的是本地机器码 （安装应用的时候，dex中的字节码将被编译成本地机器码，之后每次打开app，执行的都是本地机器码）

ART对比dalvik：
（JIT：Just In Time，即时编译技术；AOT：Ahead Of Time，预编译技术。）

1、Dalvik运行时使用JIT将字节码转换成机器码，执行效率低；

2、ART采用AOT预编译技术，执行效率更快，应用启动更快、运行更快、体验更流畅、触感反馈更及时；
3、ART预编译减少了 CPU 的使用频率，降低了能耗，提高了续航

4、ART会占用更多的安装时间和存储空间 (因为预编译..)

参考资料：
Android热更新一：JAVA的类加载机制
从Java到android：类的加载机制

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