浅谈Android类加载器,写的太详细了

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dexPath: 包含目标类或资源的apk/jar列表;当有多个路径则采用:分割;

optimizedDirectory: 优化后dex文件存在的目录, 可以为null;

libraryPath: native库所在路径列表;当有多个路径则采用:分割;

ClassLoader:父类的类加载器.

2.4 BootClassLoader在这里插入图片描述2.5 ClassLoader在这里插入图片描述再来看看SystemClassLoader,这里的getSystemClassLoader()返回的是PathClassLoader类。在这里插入图片描述三. 类加载实例

首先看一段如何使用类加载器加载的调用代码:

1 try {

2 File file = view.getActivity().getDir(“dex”,0);

3 String optimizedDirectory = file.getAbsolutePath();

4 DexClassLoader loader = new DexClassLoader(“需要被加载的dex文件所在的路径”,optimizedDirectory,null,context.getClassLoader());

5 loader.loadClass(“需要加载的类的完全限定名”);

6 } catch (ClassNotFoundException e) {

7 e.printStackTrace();

8 }

这里我们就用了自定义了一个DexClassLoaderLoader,并且调用了它的loadClass方法,这样一个需要被使用的类就被我们加载进来了,接下去就可以正常使用这个类了,具体怎么使用我就不多说了,我们还是来研究研究这个类是怎么被加载进来的吧~

可以看到new DexClassLoader的时候我们用了4个参数,参数意义上面已经讲过了,从上面的源码中可以看到DexClassLoader的构造器中直接调用了父类的构造器,只是将optimizedDirectory路径封装成一个File,具体这些参数是如何被使用的呢,我们往下看。

BaseDexClassLoader类的构造器在这里插入图片描述首先也是调用了父类的构造器,但这里只将parent传给父类,即ClassLoader,ClassLoader中做的也很很简单,它内部有个parent属性,正好保存传进来的参数parent,这里可以稍微看一下第二个参数的注释,最后一句说到可以为null,而是否为null又刚好是PathClassLoader和DexClassLoader的区别,那是否为null最终又意味着什么呢?在这里插入图片描述接下来BaseDexClassLoader给originalPath 和 pathList赋了值,originalPath就是我们传进入的dex文件路径,pathList 是一个new 出来的DexPathList对象。在这里插入图片描述别的先不说,先看注释。第四个参数中说到如果optimizedDirectory 为null则使用系统默认路径代替,这个默认路径也就是/data/dalvik-cache/目录,这个一般情况下是没有权限去访问的,所以这也就解释了为什么我们只能用DexClassLoader去加载类而不用PathClassLoader。

然后接着看代码,显然,前面三个if判断都是用来验证参数的合法性的,之后同样只是做了三个赋值操作,第一个就不说了,保存了实例化DexPathList的classloader,第二个参数的声明是一个Element数组,第三个参数是lib库的目录文件数组。在这里插入图片描述

看它们之前先看看几个split小函数:在这里插入图片描述

这两个顾名思义就是拿来分割dexPath和libPath,它们内部都调用了splitPaths方法,只是三个参数不一样,其中splitLibraryPath方法中调用splitPaths时的第二个参数仿佛又透露了什么信息,没错,之前介绍DexClassLoader参数中的libraryPath的时候说过,会加上系统so库的存放目录,就是在这个时候添加上去的。在这里插入图片描述

什么啊,原来这个方法也没做什么事啊,只是把参数path1和参数path2又分别调用了下splitAndAdd方法,但是这里创建了一个ArrayList,而且调用splitAndAdd方法的时候都当参数传入了,并且最终返回了这个list,所以我们大胆猜测下,path1和path2最后被分割后的值都存放在了list中返回,看下是不是这么一回事吧:在这里插入图片描述果然,跟我们猜的一样,只是又加上了文件是否存在以及是否可读的验证,然后根据参数wantDirectories判断是否文件类型是被需要的类型,最终加入list。现在我们回过头去看看splitDexPath方法和splitLibraryPath方法,是不是一目了然了。

再往上看DexPathList的构造器,nativeLibraryDirectories的最终值也已经知道了,就差dexElements了,makeDexElements方法的两个参数我们也已经知道了,那我们就看看makeDexElements都干了些什么吧。在这里插入图片描述在这里插入图片描述

方法也不长,我们一段段看下去。首先创建了一个elememt 列表,然后遍历由dexpath分割得来的文件列表,其实一般使用场景下也就一个文件。循环里面针对每个file 声明一个zipfile和一个dexfile,判断file的文件后缀名,如果是".dex"则使用loadDexFile方法给dex赋值,如果是“.apk”,“.jar”,“.zip”文件的则把file包装成zipfile赋值给zip,然后同样是用loadDexFile方法给dex赋值,如果是其他情况则不做处理,打印日志说明文件类型不支持,而且下一个if判断中由于zip和dex都未曾赋值,所以也不会添加到elements列表中去。注意下:这里所谓的文件类型仅仅是指文件的后缀名而已,并不是文件的实际类型,比如我们将.zip文件后缀改成.txt,那么就不支持这个文件了。而且我们可以看到对于dexpath目前只支持“.dex”、“.jar”、“.apk”、“.zip”这四种类型。

现在还剩下两个东西可能还不太明确,一个是什么是DexFile以及这里的loadDexFile方法是如何创建dexfile实例的,另一个是什么是Elememt,看了下Element源码,哈哈,so easy,就是一个简单的数据结构体加一个方法,所以我们就先简单把它当做一个存储了file,zip,dex三个字段的一个实体类。那么就剩下DexFile了。在这里插入图片描述很简洁,如果optimizedDirectory == null则直接new 一个DexFile,否则就使用DexFile.loadDex来创建一个DexFile实例。在这里插入图片描述这个方法获取被加载的dexpath的文件名,如果不是“.dex”结尾的就改成“.dex”结尾,然后用optimizedDirectory和新的文件名构造一个File并返回该File的路径,所以DexFile.loadDex方法的第二个参数其实是dexpath文件对应的优化文件的输出路径。比如我要加载一个dexpath为“sdcard/coder_yu/plugin.apk”,optimizedDirectory 为使用范例中的目录的话,那么最终优化后的输出路径为/data/user/0/com.coder_yu.test/app_dex/plugin.dex,具体的目录在不同机型不同rom下有可能会不一样。

是时候看看DexFile了。在上面的loadDexFile方法中我们看到optimizedDirectory参数为null的时候直接返回new DexFile(file)了,否则返回 DexFile.loadDex(file.getPath(), optimizedPath, 0),但其实他们最终都是使用了相同方法去加载dexpath文件,因为DexFile.loadDex方法内部也是直接调用的了DexFile的构造器,以下:在这里插入图片描述

然后看看DexFile的构造器吧在这里插入图片描述可以看到直接new DexFile(file)和DexFile.loadDex(file.getPath(), optimizedPath, 0)最终都是调用了openDexFile(sourceName, outputName, flags)方法,只是直接new的方式optimizedPath参数为null,这样openDexFile方法会默认使用 /data/dalvik-cache目录作为优化后的输出目录,第二个构造器的注释中写的很明白了。mCookie是一个int值,保存了openDexFile方法的返回值,openDexFile方法是一个native方法,我们就不深入了。

四. 总结

几种类加载器:

PathClassLoader: 主要用于系统和app的类加载器,其中optimizedDirectory为null, 采用默认目录/data/dalvik-cache/

DexClassLoader: 可以从包含classes.dex的jar或者apk中,加载类的类加载器, 可用于执行动态加载,但必须是app私有可写目录来缓存odex文件. 能够加载系统没有安装的apk或者jar文件, 因此很多插件化方案都是采用DexClassLoader;

BaseDexClassLoader: 比较基础的类加载器, PathClassLoader和DexClassLoader都只是在构造函数上对其简单封装而已.

BootClassLoader: 作为父类的类构造器。

热修复核心逻辑:在DexPathList.findClass()过程,一个Classloader可以包含多个dex文件,每个dex文件被封装到一个Element对象,这些Element对象排列成有序的数组dexElements。当查找某个类时,会遍历所有的dex文件,如果找到则直接返回,不再继续遍历dexElements。也就是说当两个类不同的dex中出现,会优先处理排在前面的dex文件,这便是热修复的核心精髓,将需要修复的类所打包的dex文件插入到dexElements前面。

类加载过程常见的ClassNotFound原因:

ABI异常:常见在系统APP,为了减小system分区大小会将apk源文件中的classes.dex文件移除,对于既然可运行在64位又可运行在32位模式的应用,当被强制设置32位时,openDexFileNative在查找不到oat文件时会运行在解释模式,而classes.dex文件不再则出现ClassNotFound异常。

MultiDex处理不当,由于每个Dex文件中方法个数不能超过65536,引入MultiDex机制。dex2oat会自动查找Apk文件中的classes.dex,classes2.dex,…classesN.dex等文件,编译到/data/dalvik-cache下生成oat文件。这里需要文件名跟classesN.dex格式,并且一定要与classes.dex一起放置在第一级目录,有些APP不按照要求来,导致ClassNotFound异常。

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