第十二章 理解 ClassLoader

热修复和插件化是目前比较热门的技术，要想更好地掌握它 需要先了 ClassLoader。

12.1 Java 中的 ClassLoader

12.1.1 ClassLoader 的类型

1. Bootstrap ClassLoader

C/C++ 编写的加载器，用于加载 JDK 的核心类，如：java.lang.*，java.util.*，它会加载以下目录中的类库：

• $JAVA_HOME/jre/lib 目录
• -Xbootclasspath 参数指定的目录

Java 虚拟机的启动就是通过 Bootstrap ClassLoader 创建－个初始类来完成的。

2. Extensions ClassLoader

Java 中实现类为 ExtClassLoader，用于加载 Java 的扩展类，主要是以下目录中的类库：

• 加载 $JAVA_HOME/jre/lib/ext目录
• 系统数学 java.ext.dir 指定的目录

3. Application ClassLoader

Java 中实现类为 AppClassLoader，又可以称作 System ClassLoader，因为代码中可以通过 ClassLoader.getSystemClassLoader 方法获取。

会加载以下目录的类库：

• 当前程序的 Classpath 目录
• 系统属性 java.class.path 指定的目录

4. Custom ClassLoader

可以通过继承 java.lang.ClassLoader 类的方式实现自己的类加载器，之前的 ExtClassLoader 与 AppClassLoader 也是继承了该类。

12.1.2 ClassLoader 继承关系

• ClassLoader 是一个抽象类，其中定义了 ClassLoader 的主要功能。
• SecureClassLoader 继承了抽象类 ClassLoader，但本身无法加载类，只是扩展了 ClassLoader，加入了权限方面的功能。
• URLClassLoader 继承自 SecureClassLoader，主要是可以通过 URL 路径从 jar 文件和文件夹中加载类。
• ExtClassLoader 和 AppClassLoader 都继承自 URLClassLoader，他们都是 Launcher 的内部类。Launcher Java 虚拟机的人口应用， ExtClassLoader AppClassLoader 都是在 Launcher 中进行初始化的。

12.1.3 双亲委派

优势：

• 避免重复加载
• 更加安全

当然也有缺点，在 深入理解 Java 虚拟机中有更详细的说明。

12.1.4 自定义 ClassLoader

实现自定义 ClassLoader 需要如下步骤：

1. 定义一个自定义的 ClassLoader 并继承（可间接继承）抽象类 ClassLoader。
2. 复写 findClass 方法，并在其中调用 defineClass 方法。

12.2 Android 中的 ClassLoader

12.2.1 ClassLoader 的类型

1. BootClassLoader

与 Java 不同，Android 中的 BootClassLoader 是由 Java 实现的。BootClassLoader 是 ClassLoader 的内部类，并继承自 ClassLoader ，BootClassLoader 个单例类，需要注意的是 BootClassLoader 的访问修饰符是默认的，只有在同个包中才 可以访问，因此我们在应用程序中是无发直接调用的。

2. DexClassLoader

DexClassLoader 可以加载 dex 文件以及包含 dex 的压缩文件（apk 或 jar 文件）。

DexClassLoader 继承自 BaseDexClassLoader ，方法都在 BaseDexClassLoder 实现。

3. PathClassLoader

Android 系统使用 PathClassLoader 来加载系统类和应用程序的类。它继承自 BaseDexClassLoader，也都在 BaseDexClassLoader 中实现。

但构造方法中没有指定路径，实际上其内置了路径，一般为 /data/dalvik-cache，这里存储着安装的 apk 的 dex 文件。

12.2.2 ClassLoader 的继承关系

• ClassLoader 是一个抽象类，定义了类加载器的主要功能。BootClassLoader 是其内部类。
• SecureClassLoader 类和 JDK 8 中的 SecureClassLoader 类的代码一致。
• URLClassLoader 类和 JDK 8 中的 URLClassLoader 类的代码一致。
• InMemoryDexClassLoader 是 Android 8.0 新增的类加载器，继承于 BaseDexClassLoader，用于加载内存中的 dex 文件。
• BaseDexClassLoader 继承自 ClassLoader，是 ClassLoader 的具体实现类。有三个子类。

12.2.3 ClassLoader 加载过程

其中 Element 为 DexPathList 的静态内部类，抽象出了一个类加载的实体。而 DexFile 用于加载某个 dex 文件。最终在 loadClassBinaryName 方法会调用 defineClass 方法，最终调用 defineClassNative 方法来加载文件，该方法为 native 方法。

12.2.4 BootClassLoader 的创建

BootClassLoader 是在 Zygote 进程的 Zygote 入口方法中被创建，用于加载 preloaded-classes 文件中存有的预加载类。

12.2.5 PathClassLoader 的创建

PathClassLoader 是在 SystemServer 进程中通过工厂模式创建的。

12.3 本章小结

• Java 的引导类加载器是由 C++ 编写的，Android 中的引导类则是用 Java 编写的。
• Android 的继承关系要比 Java 继承关系复杂，提供的功能更多。
• 由于 Android 中加载的不再是 Class 文件，因此 Android 中没有 ExtClassLoader 和 AppClassLoader，而是使用了 PathClassLoader 和 DexClassLoader