Android Study Plan IX - ClassLoaderß

Android学习计划

话题：Android中的ClassLoader
1、Android中有哪几种ClassLoader？它们的作用和区别是什么？
2、简述ClassLoader的双亲委托模型
3、简述双亲委托模型在热修复领域的应用

答案

1.Android中有哪几种ClassLoader？它们的作用和区别是什么？

在Android程序中，.dex文件就是一群.class文件。

• BootClassLoader

  BootClassLodaer是ClassLoader内部实现类，是只能包内可见，我们是无法调用的。在无父构造器传入的情况下，默认构建一个PathClassLoader且父构造器为BootClassLoader

  private static ClassLoader createSystemClassLoader() {
          String classPath = System.getProperty("java.class.path", ".");
          String librarySearchPath = System.getProperty("java.library.path", "");
          return new PathClassLoader(classPath, librarySearchPath, BootClassLoader.getInstance());
      }

• URLClassLoader

  只能用于加载jar文件，但是在dalvik（Android5.0之前的虚拟机）无法直接识别jar，所以Android中无法使用这个加载器。

• BaseDexClassLoader

  用于加载各种dex中的类

  public class BaseDexClassLoader extends ClassLoader {
      public BaseDexClassLoader(String dexPath, File optimizedDirectory, String librarySearchPath, ClassLoader parent) {
          throw new RuntimeException("Stub!");
      }
      ...
  }

  主要构造函数介绍：

  • dexPath：指目标类所在的apk、dex或jar文件的路径，也可以是SD卡的路径，类加载器从该路径加载目标类。如果包含多个路径，路径之间必须用特定的分隔符去分隔，特定的分隔符从System.getProperty("path.separtor")获取（默认分割符为”:”）。最终将路径上的文件ODEX优化到optimizedDirectory，然后进行加载。
  • optimizedDirectory：解压出的dex文件路径，这个路径必须为内部路径，一般情况下的路径为/data/data/<Package_Name>/
  • librarySearchPath：存放目标类中使用的native文件库，也以”:”分割
  • parent：父加载器，在Android中以context.getClassLoader作为父加载器。

• DexClassLoader

  继承自BaseDexClassLoader，支持加载包含classes.dex的jar、apk，zip文件，可以是SD卡的路径。是实现热修复的关键。注意不要把优化后的文件放在外部存储，可能导致注入攻击。

• PathClassLoader

  用来加载Android系统类和应用程序的类，在dalvik上只能加载已安装apk的dex(/data/app目录)，在ART虚拟机上则没有这个限制。

  public class PathClassLoader extends BaseDexClassLoader {
    public PathClassLoader(String dexPath, ClassLoader parent) {
        super((String)null, (File)null, (String)null, (ClassLoader)null);
        throw new RuntimeException("Stub!");
    }
  
    public PathClassLoader(String dexPath, String librarySearchPath, ClassLoader parent) {
        super((String)null, (File)null, (String)null, (ClassLoader)null);
        throw new RuntimeException("Stub!");
    }
  }

  在PathDexClassLoader的构造方法中optimizedDirectory为null，因为默认参数为/data/dalvik-cache目录。

• InMemoryDexClassLoader

  用于加载内存中的dex文件(在API26中添加)

  public final class InMemoryDexClassLoader extends BaseDexClassLoader {
     public InMemoryDexClassLoader(ByteBuffer[] dexBuffers, ClassLoader parent) {
         super((String)null, (File)null, (String)null, (ClassLoader)null);
         throw new RuntimeException("Stub!");
     }
      public InMemoryDexClassLoader(ByteBuffer dexBuffer, ClassLoader parent) {
          super((String)null, (File)null, (String)null, (ClassLoader)null);
          throw new RuntimeException("Stub!");
      }
  }

• DelegateClassLoader

  是一个先查找在委托的类加载器(API27添加)，按照以下顺序实现加载：

  1. 首先判断该类是否被加载
  2. 搜索此类的类加载器是否加载过这个类
  3. 使用当前加载器去尝试加载类
  4. 最后委托给父加载器加载

2.简述ClassLoader的双亲委托模型

JVM相关及其拓展(三) -- 虚拟机类加载器

3.简述双亲委托模型在热修复领域的应用

一个ClassLoader文件可以有多少Dex文件，每个Dex文件是一个Element，多个Dex文件组成一个有序数组DexElements，当找类的时候会按照顺序遍历Dex文件，然后在当前遍历的Dex文件中找出类。由于双亲委托模型机制的存在，只要找到类就会停止检索并返回，找不到就会查询下一个Dex，所以只要我们先找到并加载修复Bug的文件，则有bug的Dex文件不会被加载。

注意点：假设有个A类，引用了B类。发布过程中发现B类有bug，若想要发个新的B类，需要阻止A加上这个类标志CLASS_ISPREVERIFIED。

4. 基本热修复代码实现