我们知道不管是插件化还是组件化,都是基于系统的ClassLoader来设计的。只不过Android平台上虚拟机运行的是Dex字节码,一种对class文件优化的产物,传统Class文件是一个Java源码文件会生成一个.class文件,而Android是把所有Class文件进行合并,优化,然后生成一个最终的class.dex,目的是把不同class文件重复的东西只需保留一份,如果我们的Android应用不进行分dex处理,最后一个应用的apk只会有一个dex文件。
Android中的ClassLoader
Android中类加载器有BootClassLoader,URLClassLoader, PathClassLoader,DexClassLoader,BaseDexClassLoader,等都最终继承自java.lang.ClassLoader。
实际构造器 2.无参默认构造法
无参构造器 可以看出ClassLoader主要就是传入一个父构造器,而且一般父构造器不能为空,不像java虚拟机里父构造器为空时默认的父构造器为Bootstrap ClassLoader。Android中默认无父构造器传入的情况下,默认父构造器为一个PathClassLoader且此PathClassLoader父构造器为BootClassLoader。 ClassLoader中重要的方法是loadClass(String name),其他的子类都继承了此方法且没有进行复写。
可以看出在加载类时首先判断这个类是否之前被加载过,如果有则直接返回,如果没有则首先尝试让parent ClassLoader进行加载,加载不成功才在自己的findClass中进行加载。这和java虚拟机中常见的双亲委派模型一致的,这种模型并不是一个强制性的约束模型,比如你可以继承ClassLoader复写loadCalss方法来破坏这种模型,只不过双亲委派模是一种被推荐的实现类加载器的方式,而且jdk1.2以后已经不提倡用户在覆盖loadClass方法,而应该把自己的类加载逻辑写到findClass中。
BaseDexClassLoader的构造函数包含四个参数,分别为:
DexClassLoader支持加载APK、DEX和JAR,也可以从SD卡进行加载。 上面说dalvik不能直接识别jar,DexClassLoader却可以加载jar文件,这难道不矛盾吗?其实在BaseDexClassLoader里对".jar",".zip",".apk",".dex"后缀的文件最后都会生成一个对应的dex文件,所以最终处理的还是dex文件,而URLClassLoader并没有做类似的处理。 一般我们都是用这个DexClassLoader来作为动态加载的加载器。
很简单明了,可以看出PathClassLoader没有将optimizedDirectory置为Null,也就是没设置优化后的存放路径。其实optimizedDirectory为null时的默认路径就是/data/dalvik-cache 目录。 PathClassLoader是用来加载Android系统类和应用的类,并且不建议开发者使用。 很多博客里说PathClassLoader只能加载已安装的apk的dex,其实这说的应该是在dalvik虚拟机上,在art虚拟机上PathClassLoader可以加载未安装的apk的dex(在art平台上已验证),然而在/data/dalvik-cache 确未找到相应的dex文件,怀疑是art虚拟机判断apk未安装,所以只是将apk优化后的odex放在内存中,之后进行释放,这只是个猜想,希望有知道的可以告知一下。因为dalvik上无法使用,所以我们也没法使用。
#BaseDexClassLoader
@Override
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
Class clazz = pathList.findClass(name);
if (clazz == null) {
throw new ClassNotFoundException(name);
}
return clazz;
}
#DexPathList
public Class findClass(String name) {
for (Element element : dexElements) {
DexFile dex = element.dexFile;
if (dex != null) {
Class clazz = dex.loadClassBinaryName(name, definingContext);
if (clazz != null) {
return clazz;
}
}
}
return null;
}
#DexFile
public Class loadClassBinaryName(String name, ClassLoader loader) {
return defineClass(name, loader, mCookie);
}
private native static Class defineClass(String name, ClassLoader loader, int cookie);
可以看出,BaseDexClassLoader中有个pathList对象,pathList中包含一个DexFile的数组dexElements,由上面分析知道,dexPath传入的原始dex(.apk,.zip,.jar等)文件在optimizedDirectory文件夹中生成相应的优化后的odex文件,dexElements数组就是这些odex文件的集合,如果不分包一般这个数组只有一个Element元素,也就只有一个DexFile文件,而对于类加载呢,就是遍历这个集合,通过DexFile去寻找。最终调用native方法的defineClass。
Android Runtime(缩写为ART),在Android 5.0及后续Android版本中作为正式的运行时库取代了以往的Dalvik虚拟机。ART能够把应用程序的字节码转换为机器码,是Android所使用的一种新的虚拟机。它与Dalvik的主要不同在于:Dalvik采用的是JIT技术,字节码都需要通过即时编译器(just in time ,JIT)转换为机器码,这会拖慢应用的运行效率,而ART采用Ahead-of-time(AOT)技术,应用在第一次安装的时候,字节码就会预先编译成机器码,这个过程叫做预编译。ART同时也改善了性能、垃圾回收(Garbage Collection)、应用程序除错以及性能分析。但是请注意,运行时内存占用空间较少同样意味着编译二进制需要更高的存储。 ART模式相比原来的Dalvik,会在安装APK的时候,使用Android系统自带的dex2oat工具把APK里面的.dex文件转化成OAT文件,OAT文件是一种Android私有ELF文件格式,它不仅包含有从DEX文件翻译而来的本地机器指令,还包含有原来的DEX文件内容。这使得我们无需重新编译原有的APK就可以让它正常地在ART里面运行,也就是我们不需要改变原来的APK编程接口。ART模式的系统里,同样存在DexClassLoader类,包名路径也没变,只不过它的具体实现与原来的有所不同,但是接口是一致的。实际上,ART运行时就是和Dalvik虚拟机一样,实现了一套完全兼容Java虚拟机的接口。