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
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。
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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:
- 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
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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());
}
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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:
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:
- 包名相同
- 類(lèi)名相同
- 同一個(gè)類(lèi)加載器加載