Android成长系列之类加载

2024-04-11 08:43:25

ClassLoader是什么

ClassLoader就是类加载器，虚拟机是无法直接加载class字节码文件的，需要通过ClassLoader将字节码文件经过一系列的处理，最终形成虚拟机可以直接读取的Class对象

类加载流程可以简单地总结为：

加载：通过不同的ClassLoader把各个来源的Class字节码文件加载到内存中
验证：验证加载进来的字节流是否符合虚拟机的规范，预防通过特殊处理生成的不规范字节流被加载进内存
- 文件格式验证：验证字节流是否符合Class文件格式的规范，并能被当前版本的虚拟机处理，
- 元数据验证和字节码验证：对字节码的语义分析和对数据流进行分析，确保代码逻辑正确
- 符号引用验证：通过字符串形式描述的类是否存在，类的定义是否符合规范
准备：为类变量（被static修饰的变量）分配内存和赋初值，这里的默认初始值不是我们代码里写的初值，而是java虚拟机根据类型赋的初值，例如int初值为0
解析：将常量池的符号引用替换成直接引用，虚拟机把所有的类名、方法名、字段名等符号引用替换为具体的内存地址或偏移量
初始化：对类变量进行初始化，主要执行静态变量的初始化，包括静态变量的赋值和静态初始化块的执行

对于两个类，当且仅当两个类都来源于同一个Class文件，并且被同一个类加载器加载，虚拟机才认为它们是同一个类
双亲委托机制：
- 当前ClassLoader首先从自己的加载缓存中查询是否此类已加载过，如果已加载则直接返回此类
- 如果在当前ClassLoader没加载过，则委托父类加载器去加载，父类加载器也采用同样的策略，先查看自己的缓存，没有则继续委托父类加载去加载，一直到最高层类加载器
- 当所有父类加载器都没有加载的时候，再由当前的类加载器进行加载，并且把它放入自己的缓存中
父类加载器并不是指当前ClassLoader的父类，而是指当前ClassLoader的parent字段所对应的类，
双亲委托机制的作用：
- 防止重复加载同一个Class：加载过的Class会被直接返回
- 保证核心库的Class不被篡改：核心库的Class由高层父类加载器加载，即使我们自己更改了某个核心库的类并且使用类加载器加载，也会交由父类加载器加载，而父类加载器已经加载过此类，就会直接返回已加载过的，避免核心库被篡改
破坏双亲委托机制方法：自定义ClassLoader，并重写loadClass方法，不按照双亲委托机制，实现自己的逻辑

BootstrapClassLoader：最顶层的加载类，主要加载核心类库，通常为JDK目录下的jre/lib里的类库进行加载
ExtensionClassLoader：它的父类加载器为BootstrapClassLoader，它主要对JDK目录下的jre/lib/ext目录里的类库进行加载，JAVA 9及其之后替换为PlatformClassLoader
AppClassLoader：应用程序类加载器，它的父类加载器为ExtensionClassLoader，负责加载应用程序CLASSPATH目录下的所有jar和Class文件

由于Android中加载的不再是Class文件，而是Dex文件，因此Android中没有ExtensionClassLoader和AppClassLoader
BootClassLoader ：在系统启动时创建，在App启动时将其传进来，用于加载一些系统Framework层级需要的类
DexClassLoader和PathClassLoader：可以从目录中加载APK、DEX和JAR，这两者的差别是PathClassLoader没有将optimizedDirectory置为Null，也就是没设置优化后的存放路径。其实optimizedDirectory为null时的默认路径就是/data/dalvik-cache目录。PathClassLoader是用来加载Android系统类和应用的类。而DexClassLoader可以指定optimizedDirectory，但到了Android 8.0之后，这个字段被弃用了，也就是说DexClassLoader指定了optimizedDirectory也不起作用了