ClassLoader类加载源码解析

Java类加载器

1、BootClassLoader: 用于加载Android Framework层class文件。
2、PathClassLoader: 用于Android应用程序类加载器。可以加载指定的dex，jar、zip、zpk中的classes.dex
3、DexClassLoader：加载指定的dex，以及jar、zip、apk中的classes.dex

源码解析

1.ClassLoader中提供loadClass用于加载指定类

//ClassLoader.java
public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
//该处调用了两个参数的重载方法
 return loadClass(name, false);
}

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
 throws ClassNotFoundException
{
 //先查一下该类是否已经加载过了
  Class<?> c = findLoadedClass(name);
  if (c == null) {
   try {
    //双亲委托机制，先让爸爸去找
    if (parent != null) {
     c = parent.loadClass(name, false);
    } else {
     //如果parent为null，则用BootClassLoader进行加载
     c = findBootstrapClassOrNull(name);
    }
   } catch (ClassNotFoundException e) {
    // ClassNotFoundException thrown if class not found
    // from the non-null parent class loader
   }

if (c == null) {
    //如果都找不到就自己去找,此方法在子类BaseDexClassLoader类中有重写
    c = findClass(name);
   }
  }
  return c;
}

2.BaseDexClassLoader类中对findClass有重写，也是实际会使用执行的

//BaseDexClassLoader.java
//查找class
@Override
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
 ...
 //这里通过pathList变量来查找，而pathList是在BaseDexClassLoader的构造方法中初始化的
 Class c = pathList.findClass(name, suppressedExceptions);
 ...
 return c;
}

private final DexPathList pathList;
public BaseDexClassLoader(String dexPath, File optimizedDirectory,
  String librarySearchPath, ClassLoader parent, boolean isTrusted) {
 super(parent);
 //构造方法中初始化pathList变量
 this.pathList = new DexPathList(this, dexPath, librarySearchPath, null, isTrusted);
}

3.BaseDexClassLoader中是通过调用DexPathList中的findClass来实现的，那么接下来我们分析一下DexPathList是怎么实现的

//DexPathList.java
//是一个Element数组，一个element中包含一个 DexFile，DexFile就代表一个Dex文件，里面的native(C/C++)函数来进行Dex的加载工作
private Element[] dexElements;

public Class<?> findClass(String name, List<Throwable> suppressed) {
 for (Element element : dexElements) {
  //此处调用Element的findClass来实现，
  Class<?> clazz = element.findClass(name, definingContext, suppressed);
  if (clazz != null) {
   return clazz;
  }
 }
 return null;
}
// Element为DexPathList的内部类
static class Element {
private final File path;
 //一个DexFile就代表一个Dex文件
 private final DexFile dexFile;
 //有多个构造方法，但都仅是将值传过来，让Element来持有一个DexFile
 public Element(DexFile dexFile) {
this.dexFile = dexFile;
  this.path = null;
}

public Class<?> findClass(String name, ClassLoader definingContext,
   List<Throwable> suppressed) {
   //通过DexFile来加载类
  return dexFile != null ? dexFile.loadClassBinaryName(name, definingContext, suppressed)
    : null;
 }
}

DexPathList(ClassLoader definingContext, String dexPath,
  String librarySearchPath, File optimizedDirectory, boolean isTrusted) {
  //通过makeDexElements方法为dexElements初始化
this.dexElements = makeDexElements(splitDexPath(dexPath), optimizedDirectory,
          suppressedExceptions, definingContext, isTrusted);
}
//腾讯系的热修复，诸如微信tinker、qq空间qfix原理便是反射此方法，将修复后的类打包成dex，通过反射该方法来将文件转化为Element，并将新生成的element放到dexElements前面，这样下次系统再去寻找某个class时，会先从修复后的dex中来找class，找到后便不再继续查找，从而修复该class，此方式便为插桩
private static Element[] makeDexElements(List<File> files, File optimizedDirectory,
  List<IOException> suppressedExceptions, ClassLoader loader, boolean isTrusted) {
 Element[] elements = new Element[files.size()];
 ...
 for (File file : files) {
if (name.endsWith(DEX_SUFFIX)) {
   //以 .dex 结尾的
    // Raw dex file (not inside a zip/jar).
    //加载dex文件
     dex = loadDexFile(file, optimizedDirectory, loader, elements);
     if (dex != null) {
      elements[elementsPos++] = new Element(dex, null);
     }
   }
}
  ...
 return elements;
}

private static DexFile loadDexFile(File file, File optimizedDirectory, ClassLoader loader,
         Element[] elements)
  throws IOException {
 if (optimizedDirectory == null) {
  return new DexFile(file, loader, elements);
 } else {
  String optimizedPath = optimizedPathFor(file, optimizedDirectory);
  return DexFile.loadDex(file.getPath(), optimizedPath, 0, loader, elements);
 }
}

4.这里通过 new DexFile 或者 loadDex方法来创建DexFile，两者类似，那我们拿new DexFile 来举例分析

//DexFile.java
private DexFile(String sourceName, String outputName, int flags, ClassLoader loader,
  DexPathList.Element[] elements) throws IOException {
 ...
 //此处调用openDexFile来实现
 mCookie = openDexFile(sourceName, outputName, flags, loader, elements);
 ...
}

private static Object openDexFile(String sourceName, String outputName, int flags,
  ClassLoader loader, DexPathList.Element[] elements) throws IOException {
 //此处通过调用 openDexFileNative来实现
 return openDexFileNative(new File(sourceName).getAbsolutePath(),
        (outputName == null)
         ? null
         : new File(outputName).getAbsolutePath(),
        flags,
        loader,
        elements);
}
//openDexFileNative是一个native方法，是由C/C++来实现的
private static native Object openDexFileNative(String sourceName, String outputName, int flags,
  ClassLoader loader, DexPathList.Element[] elements);

来源：https://blog.csdn.net/qq_23081779/article/details/91946548