Android类加载器

Java中类加载器 

1.启动类加载器(Bootstrap ClassLoader)：这个类加载器负责放在<JAVA_HOME>\lib目录中的，或者被-Xbootclasspath参数所指定的路径中的，并且是虚拟机识别的类库，用户无法直接使用。

2.扩展类加载器(Extension ClassLoader)：这个类加载器由sun.misc.Launcher$AppClassLoader实现。它负责<JAVA_HOME>\lib\ext目录中的，或者被java.ext.dirs系统变量所指定的路径中的所有类库。用户可以直接使用。

3.应用程序类加载器(Application ClassLoader)：这个类由sun.misc.Launcher$AppClassLoader实现。是ClassLoader中getSystemClassLoader()方法的返回值。它负责用户路径（ClassPath）所指定的类库。用户可以直接使用。如果用户没有自己定义类加载器，默认使用这个。

4.自定义加载器：用户自己定义的类加载器。

双亲委托模式

某个特定的类加载器在接到加载类的请求时，首先将加载任务委托给父类加载器，每一层的加载器都采用这种方式，直到委托给顶层的启动类加载器为止，如果超类无法加载该类，则会将类的加载内容退回给它的下一层。

• 双亲委托模式：可以避免重复加载，能有效的确保一个类的全局唯一性。
• 如果不使用这种委托模式，那我们就可以随时使用自定义的类来动态替代一些核心的类，存在非常大的安全隐患，比如定义 java.lang.String 替代系统的String等操作。

Android中类加载器

Android中包含以下几种ClassLoader

• BootClassLoader：用来加载Framework层的字节码文件
• URLClassLoader：加载.jar文件和文件夹中的class，javaWeb等使用，谷歌不用
• BaseDexClassLoader：PathClassaLoader、DexClassLoader父类
• PathClassaLoader：加载已经安装到系统中的apk中的class文件
• DexClassLoader：加载指定目录中的字节码文件(包括aar，apk，jar)

BaseDexClassLoader为核心类，androidStudio中是看不到BaseDexClassLoader源码的，提供下源码查看地址：BaseDexClassLoader.java

BaseDexClassLoader加载过程

1.构造参数

DexClassLoader是BaseDexClassLoader子类，下面分析参数。

/**
 * 构造方法
 */
public class BaseDexClassLoader extends ClassLoader {
    public BaseDexClassLoader(String dexPath, File optimizedDirectory,
                 String librarySearchPath, ClassLoader parent) {
    }
}
 
/**
 * 构造方法
 */
public class DexClassLoader extends BaseDexClassLoader {
    public DexClassLoader(String dexPath, String optimizedDirectory,
            String librarySearchPath, ClassLoader parent) {
        super(dexPath, null, librarySearchPath, parent);
    }
}

dexPath：apk/dex/jar文件路径

optimizedDirectory：是odex将dexPath路径中dex优化后的输出路径，这个路径必须是手机内部路劲。此参数已弃用，自API级别26起不再生效。

librarySearchPath：需要加载的C/C++库路径

parent：父加载器（这个比较重要与Android加载class的机制有关）

2.加载过程

BaseDexClassLoader构造方法中传入的参数最终会传给DexPathList，BaseDexClassLoader.findClass最终调用DexPathList.findClass。

/**
 * 构造方法
 */
public BaseDexClassLoader(String dexPath, File optimizedDirectory,
            String librarySearchPath, ClassLoader parent, boolean isTrusted) {
  super(parent);
  //DexPathList
  this.pathList = new DexPathList(this, dexPath, librarySearchPath, null, isTrusted);
 
  if (reporter != null) {
      reportClassLoaderChain();
  }
}
 
/**
 * BaseDexClassLoader.findClass
 */
@Override
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
  List<Throwable> suppressedExceptions = new ArrayList<Throwable>();
  //DexPathList.findClass
  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.findClass最终调用element.findClass，Element[] dexElements是由makeDexElements方法进行赋值。
• Thinker热修复方案就是将补丁dex插入到dexElements最前端，这样classLoader就会先加载补丁中修复了bug的class文件，由于classLoader双亲委托，再加载原先有bug的class文件时，发现已经有一摸一样的修复了bug的class被加载了，就会直接返回不会再去加载旧class文件，从而完成修复bug的目的。

/**
  * List of dex/resource (class path) elements.
  * Should be called pathElements, but the Facebook app uses reflection
  * to modify 'dexElements' (http://b/7726934).
  */
private Element[] dexElements;
 
/**
  * DexPathList.findClass
  */
public Class<?> findClass(String name, List<Throwable> suppressed) {
  //dexElements数组
  for (Element element : dexElements) {
       Class<?> clazz = element.findClass(name, definingContext, suppressed);
       if (clazz != null) {
           return clazz;
       }
  }
 
  if (dexElementsSuppressedExceptions != null) {
      suppressed.addAll(Arrays.asList(dexElementsSuppressedExceptions));
  }
  return null;
}
 
/**
  * dexElements初始化赋值
  */
private static Element[] makeDexElements(List<File> files, File optimizedDirectory,
            List<IOException> suppressedExceptions, ClassLoader loader, boolean isTrusted) {
  Element[] elements = new Element[files.size()];
  int elementsPos = 0;
  /*
   * Open all files and load the (direct or contained) dex files up front.
   */
  for (File file : files) {
      if (file.isDirectory()) {
          // We support directories for looking up resources. Looking up resources in
          // directories is useful for running libcore tests.
          elements[elementsPos++] = new Element(file);
      } else if (file.isFile()) {
          String name = file.getName();
          DexFile dex = null;
          if (name.endsWith(DEX_SUFFIX)) {
             // Raw dex file (not inside a zip/jar).
             try {
                dex = loadDexFile(file, optimizedDirectory, loader, elements);
                if (dex != null) {
                    elements[elementsPos++] = new Element(dex, null);
                }
             } catch (IOException suppressed) {
                 System.logE("Unable to load dex file: " + file, suppressed);
                 suppressedExceptions.add(suppressed);
             }
          } else {
             try {
                dex = loadDexFile(file, optimizedDirectory, loader, elements);
             } catch (IOException suppressed) {
                  /*
                   * IOException might get thrown "legitimately" by the DexFile constructor if
                   * the zip file turns out to be resource-only (that is, no classes.dex file
                   * in it).
                   * Let dex == null and hang on to the exception to add to the tea-leaves for
                   * when findClass returns null.
                   */
                 suppressedExceptions.add(suppressed);
             }
             if (dex == null) {
                elements[elementsPos++] = new Element(file);
             } else {
                elements[elementsPos++] = new Element(dex, file);
             }
          }
          if (dex != null && isTrusted) {
              dex.setTrusted();
          }
      } else {
         System.logW("ClassLoader referenced unknown path: " + file);
      }
  }    
  if (elementsPos != elements.length) {
          elements = Arrays.copyOf(elements, elementsPos);
  }
  return elements;
}