Android類(lèi)加載器原理(一)

什么是類(lèi)加載器

類(lèi)加載器是一個(gè)用來(lái)加載類(lèi)文件的類(lèi)。Java源代碼通過(guò)javac編譯器編譯成類(lèi)文件信认。然后JVM來(lái)執(zhí)行類(lèi)文件中的字節(jié)碼來(lái)執(zhí)行程序材义。類(lèi)加載器負(fù)責(zé)加載文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)或其他來(lái)源的類(lèi)文件

image.png

類(lèi)加載的過(guò)程可以分為以上的5步:

  • 加載:加載指的是把class字節(jié)碼文件從各個(gè)來(lái)源通過(guò)類(lèi)加載器裝載入內(nèi)存中

  • 驗(yàn)證:主要是為了保證加載進(jìn)來(lái)的字節(jié)流符合虛擬機(jī)規(guī)范嫁赏,不會(huì)造成安全錯(cuò)誤其掂。包括對(duì)于文件格式的驗(yàn)證,比如常量中是否有不被支持的常量潦蝇?文件中是否有不規(guī)范的或者附加的其他信息款熬?對(duì)于元數(shù)據(jù)的驗(yàn)證深寥,比如該類(lèi)是否繼承了被final修飾的類(lèi)?類(lèi)中的字段贤牛,方法是否與父類(lèi)沖突惋鹅?是否出現(xiàn)了不合理的重載?對(duì)于字節(jié)碼的驗(yàn)證盔夜,保證程序語(yǔ)義的合理性负饲,比如要保證類(lèi)型轉(zhuǎn)換的合理性。對(duì)于符號(hào)引用的驗(yàn)證喂链,比如校驗(yàn)符號(hào)引用中通過(guò)全限定名是否能夠找到對(duì)應(yīng)的類(lèi)返十?校驗(yàn)符號(hào)引用中的訪問(wèn)性(private,public等)是否可被當(dāng)前類(lèi)訪問(wèn)椭微?

  • 準(zhǔn)備:主要是為類(lèi)變量(注意洞坑,不是實(shí)例變量)分配內(nèi)存,并且賦予初值蝇率。

  • 解析:將常量池內(nèi)的符號(hào)引用替換為直接引用的過(guò)程迟杂。

    符號(hào)引用:即一個(gè)字符串,但是這個(gè)字符串給出了一些能夠唯一性識(shí)別一個(gè)方法本慕,一個(gè)變量排拷,一個(gè)類(lèi)的相關(guān)信息。

    直接引用:可以理解為一個(gè)內(nèi)存地址锅尘,或者一個(gè)偏移量监氢。比如類(lèi)方法,類(lèi)變量的直接引用是指向方法區(qū)的指針藤违;而實(shí)例方法浪腐,實(shí)例變量的直接引用則是從實(shí)例的頭指針開(kāi)始算起到這個(gè)實(shí)例變量位置的偏移量

    比如說(shuō)變量name="jack",這個(gè)變量的地址是1234567顿乒,那么name就是符號(hào)引用议街,1234567就是直接引用。

    在解析階段璧榄,虛擬機(jī)會(huì)把所有的類(lèi)名特漩,方法名,字段名這些符號(hào)引用替換為具體的內(nèi)存地址或偏移量犹菱,也就是直接引用拾稳。

  • 初始化:類(lèi)加載最后階段,若該類(lèi)具有超類(lèi)腊脱,則對(duì)其進(jìn)行初始化访得,執(zhí)行靜態(tài)初始化器和靜態(tài)初始化成員變量(如前面只初始化了默認(rèn)值的static變量將會(huì)在這個(gè)階段賦值,成員變量也將被初始化)。

Android中的類(lèi)加載器

Android中的類(lèi)加載器和Java中的不同悍抑,Android平臺(tái)上虛擬機(jī)運(yùn)行的是Dex字節(jié)碼,一種對(duì)class文件優(yōu)化的產(chǎn)物,傳統(tǒng)Class文件是一個(gè)Java源碼文件會(huì)生成一個(gè).class文件鳄炉,而Android是把所有Class文件進(jìn)行合并,優(yōu)化搜骡,然后生成一個(gè)最終的class.dex,目的是把不同class文件重復(fù)的東西只需保留一份拂盯。

Android中常用的類(lèi)加載器的繼承關(guān)系如下:

image.png
  • BootClassLoader:?jiǎn)?dòng)類(lèi)加載器主要加載的是JVM自身需要的類(lèi)。
  • BaseDexClassLoader:繼承ClassLoader類(lèi)记靡,主要實(shí)現(xiàn)一些基本 的功能谈竿,為自定義加載器提供一個(gè)基類(lèi)。
  • DexClassLoader:支持加載外部的APK摸吠、Jar或dex文件空凸,比如SD卡中的類(lèi);(所有的插件化方案都是使用它來(lái)加載插件APK中的.class文件寸痢,也是動(dòng)態(tài)加載的核心依據(jù)Q街蕖)
  • PathClassLoader:只能加載系統(tǒng)中已經(jīng)安裝過(guò)的apk
    所以Android系統(tǒng)默認(rèn)的類(lèi)加載器為PathClassLoader

類(lèi)加載的雙親委托機(jī)制

所有的類(lèi)加載器的基類(lèi)是ClassLoader類(lèi),那么類(lèi)加載器是如何去查找一個(gè)類(lèi)的呢啼止?我們直接來(lái)看ClassLoader類(lèi)的loadClass方法道逗,這個(gè)方法就是根據(jù)類(lèi)名字加載類(lèi)的主要方法:

    public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        return loadClass(name, false);
    }
    
    protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
        throws ClassNotFoundException
    {
            // 注釋1
            Class<?> c = findLoadedClass(name);
            
            if (c == null) {
                try {
                // 注釋2
                    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
                }
                
                //注釋3
                if (c == null) {
                    // If still not found, then invoke findClass in order
                    // to find the class.
                    c = findClass(name);
                }
            }
            return c;
    }

我們一一來(lái)看這個(gè)方法:

  • 注釋1:這里先從已加載的緩存中查找這個(gè)類(lèi)是否已經(jīng)加載過(guò),如果是献烦,則這直接返回滓窍,否則進(jìn)行下一步

  • 注釋2:判斷是否有父類(lèi)加載器,如果有巩那,則調(diào)用父類(lèi)加載器去加載這個(gè)類(lèi)贰您。如果沒(méi)有父類(lèi)加載器,則調(diào)用findBootstrapClassOrNull方法來(lái)查找BootstrapClassLoader拢操,這個(gè)方法的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)是null。

    注意:這里的parent不會(huì)為空舶替,在創(chuàng)建ClassLoader時(shí)令境,會(huì)使用BootClassLoader作為父加載器,具體可以看下面的ClassLoader的代碼:

    static private class SystemClassLoader {
        public static ClassLoader loader = ClassLoader.createSystemClassLoader();
    }
    
    private static ClassLoader createSystemClassLoader() {
        String classPath = System.getProperty("java.class.path", ".");
        String librarySearchPath = System.getProperty("java.library.path", "");
        //構(gòu)建一個(gè)PathClassLoader顾瞪,parent為BootClassLoader
        return new PathClassLoader(classPath, librarySearchPath, BootClassLoader.getInstance());
    }
  • 注釋3:如果上面都沒(méi)有找到舔庶,則調(diào)用當(dāng)前加載器的findclass方法。我們來(lái)看看Android中默認(rèn)加載器PathClassLoader類(lèi)的findClass方法;

    具體可以查看文章:Android類(lèi)加載器

以上基本上就是雙親委托機(jī)制的原來(lái)陈醒,總結(jié)出圖片就是:


image.png

雙親委托機(jī)制意義

Android/Java中之所以使用這種機(jī)制惕橙,有如下幾個(gè)好處:

  • 通過(guò)這種層級(jí)關(guān)可以避免類(lèi)的重復(fù)加載,當(dāng)父親已經(jīng)加載了該類(lèi)時(shí)钉跷,就沒(méi)有必要子ClassLoader再加載一次弥鹦。
  • 更加的安全。比如我們自己創(chuàng)建了一個(gè)java.lang.String的類(lèi),想替換掉系統(tǒng)的String類(lèi)彬坏。如果用這種機(jī)制朦促,就可以防止這種,因?yàn)樗麜?huì)先使用系統(tǒng)類(lèi)加載器加載栓始,然后直接返回結(jié)果务冕,根本就不會(huì)加載你偽造的類(lèi)。

注意:從上面可以知道一個(gè)相同的class幻赚,這必須滿足三個(gè)條件:

  1. 包名相同
  2. 類(lèi)名相同
  3. 同一個(gè)類(lèi)加載器加載
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請(qǐng)聯(lián)系作者
  • 序言:七十年代末禀忆,一起剝皮案震驚了整個(gè)濱河市,隨后出現(xiàn)的幾起案子落恼,更是在濱河造成了極大的恐慌箩退,老刑警劉巖,帶你破解...
    沈念sama閱讀 210,978評(píng)論 6 490
  • 序言:濱河連續(xù)發(fā)生了三起死亡事件领跛,死亡現(xiàn)場(chǎng)離奇詭異乏德,居然都是意外死亡,警方通過(guò)查閱死者的電腦和手機(jī)吠昭,發(fā)現(xiàn)死者居然都...
    沈念sama閱讀 89,954評(píng)論 2 384
  • 文/潘曉璐 我一進(jìn)店門(mén)喊括,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來(lái),“玉大人矢棚,你說(shuō)我怎么就攤上這事郑什。” “怎么了蒲肋?”我有些...
    開(kāi)封第一講書(shū)人閱讀 156,623評(píng)論 0 345
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵蘑拯,是天一觀的道長(zhǎng)。 經(jīng)常有香客問(wèn)我兜粘,道長(zhǎng)申窘,這世上最難降的妖魔是什么? 我笑而不...
    開(kāi)封第一講書(shū)人閱讀 56,324評(píng)論 1 282
  • 正文 為了忘掉前任孔轴,我火速辦了婚禮剃法,結(jié)果婚禮上,老公的妹妹穿的比我還像新娘路鹰。我一直安慰自己贷洲,他們只是感情好,可當(dāng)我...
    茶點(diǎn)故事閱讀 65,390評(píng)論 5 384
  • 文/花漫 我一把揭開(kāi)白布晋柱。 她就那樣靜靜地躺著优构,像睡著了一般。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪雁竞。 梳的紋絲不亂的頭發(fā)上钦椭,一...
    開(kāi)封第一講書(shū)人閱讀 49,741評(píng)論 1 289
  • 那天,我揣著相機(jī)與錄音,去河邊找鬼玉凯。 笑死势腮,一個(gè)胖子當(dāng)著我的面吹牛,可吹牛的內(nèi)容都是我干的漫仆。 我是一名探鬼主播捎拯,決...
    沈念sama閱讀 38,892評(píng)論 3 405
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開(kāi)眼,長(zhǎng)吁一口氣:“原來(lái)是場(chǎng)噩夢(mèng)啊……” “哼盲厌!你這毒婦竟也來(lái)了署照?” 一聲冷哼從身側(cè)響起,我...
    開(kāi)封第一講書(shū)人閱讀 37,655評(píng)論 0 266
  • 序言:老撾萬(wàn)榮一對(duì)情侶失蹤吗浩,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎建芙,沒(méi)想到半個(gè)月后,有當(dāng)?shù)厝嗽跇?shù)林里發(fā)現(xiàn)了一具尸體懂扼,經(jīng)...
    沈念sama閱讀 44,104評(píng)論 1 303
  • 正文 獨(dú)居荒郊野嶺守林人離奇死亡禁荸,尸身上長(zhǎng)有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內(nèi)容為張勛視角 年9月15日...
    茶點(diǎn)故事閱讀 36,451評(píng)論 2 325
  • 正文 我和宋清朗相戀三年,在試婚紗的時(shí)候發(fā)現(xiàn)自己被綠了阀湿。 大學(xué)時(shí)的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片赶熟。...
    茶點(diǎn)故事閱讀 38,569評(píng)論 1 340
  • 序言:一個(gè)原本活蹦亂跳的男人離奇死亡,死狀恐怖陷嘴,靈堂內(nèi)的尸體忽然破棺而出映砖,到底是詐尸還是另有隱情,我是刑警寧澤灾挨,帶...
    沈念sama閱讀 34,254評(píng)論 4 328
  • 正文 年R本政府宣布邑退,位于F島的核電站,受9級(jí)特大地震影響劳澄,放射性物質(zhì)發(fā)生泄漏地技。R本人自食惡果不足惜,卻給世界環(huán)境...
    茶點(diǎn)故事閱讀 39,834評(píng)論 3 312
  • 文/蒙蒙 一秒拔、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望乓土。 院中可真熱鬧,春花似錦溯警、人聲如沸。這莊子的主人今日做“春日...
    開(kāi)封第一講書(shū)人閱讀 30,725評(píng)論 0 21
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽(yáng)。三九已至尽棕,卻和暖如春揣炕,著一層夾襖步出監(jiān)牢的瞬間愁拭,已是汗流浹背夯巷。 一陣腳步聲響...
    開(kāi)封第一講書(shū)人閱讀 31,950評(píng)論 1 264
  • 我被黑心中介騙來(lái)泰國(guó)打工杂彭, 沒(méi)想到剛下飛機(jī)就差點(diǎn)兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道東北人嗦董。 一個(gè)月前我還...
    沈念sama閱讀 46,260評(píng)論 2 360
  • 正文 我出身青樓,卻偏偏與公主長(zhǎng)得像,于是被迫代替她去往敵國(guó)和親搂橙。 傳聞我的和親對(duì)象是個(gè)殘疾皇子,可洞房花燭夜當(dāng)晚...
    茶點(diǎn)故事閱讀 43,446評(píng)論 2 348

推薦閱讀更多精彩內(nèi)容