Java中的ClassLoader怎么使用

本篇内容主要讲解"Java中的ClassLoader怎么使用"，感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷，实用性强。下面就让小编来带大家学习"Java中的ClassLoader怎么使用"吧!

一、前言

一个完整的Java应用程序，当程序在运行时，即会调用该程序的一个入口函数来调用系统的相关功能，而这些功能都被封装在不同的class文件当中，所以经常要从这个class文件中要调用另外一个class文件中的方法，如果另外一个文件不存在的，则会引发系统异常。而程序在启动的时候，并不会一次性加载程序所要用的所有class文件，而是根据程序的需要，通过Java的类加载机制（ClassLoader）来动态加载某个class文件到内存当中的，从而只有class文件被载入到了内存之后，才能被其它class所引用。所以ClassLoader就是用来动态加载class文件到内存当中用的。

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。

二、java 中的 ClassLoader

BootstrapClassLoader
负责加载 JVM 运行时的核心类，比如 JAVA_HOME/lib/rt.jar 等等

ExtensionClassLoader
负责加载 JVM 的扩展类，比如 JAVA_HOME/lib/ext 下面的 jar 包

AppClassLoader
负责加载 classpath 里的 jar 包和目录

三、Android 中的 ClassLoader

BootClassLoader

负责 Android系统启动时会使用BootClassLoader来预加载常用类，与Java中的Bootstrap ClassLoader不同的是，它并不是由C/C++代码实现，而是由Java实现的。BootClassLoader是ClassLoader的一个内部类。
PathClassLoader

负责加载已经安装的Apk，也就是/data/app/package 下的apk文件，也可以加载/vendor/lib, /system/lib下的nativeLibrary

DexClassLoader

负责加载可以加载一个未安装的apk文件。

四、双亲委派机制

每一个 ClassLoader 中都有一个 parent 对象，代表的是父类加载器，在加载一个类的时候，会先使用父类加载器去加载，如果在父类加载器中没有找到，自己再进行加载，如果 parent 为空，那么就用系统类加载器来加载。通过这样的机制可以保证系统类都是由系统类加载器加载的。 下面是 ClassLoader 的 loadClass 方法的具体实现。

protected Class loadClass(String name, boolean resolve)        throws ClassNotFoundException    {            // First, check if the class has already been loaded            Class c = findLoadedClass(name);            if (c == null) {                try {                    if (parent != null) {                        // 先从父类加载器中进行加载                        c = parent.loadClass(name, false);                    } else {                        c = findBootstrapClassOrNull(name);                    }                } catch (ClassNotFoundException e) {                    // ClassNotFoundException thrown if class not found                    // from the non-null parent class loader                }                 if (c == null) {                    // 没有找到，再自己加载                    c = findClass(name);                }            }            return c;    }

五、源码分析

1.现在我们看下 BaseDexClassLoader 继承自ClassLoader

public class BaseDexClassLoader extends ClassLoader{         ...                //存放需要加载的dexList        private final DexPathList pathList;                /**     *     * @param dexPath   需要加载的dex文件所在的路径     * @param optimizedDirectory  Android系统将dex文件进行优化后所生成的ODEX文件的存放路径，该路径必须是一个内部存储路径。     * @param librarySearchPath   目标类所使用的c、c++库存放的路径     * @param parent  该加载器的父加载器，一般为当前执行类的加载器     */    public BaseDexClassLoader(String dexPath, File optimizedDirectory,            String librarySearchPath, ClassLoader parent) {        this(dexPath, optimizedDirectory, librarySearchPath, parent, false);    }         /**     *     * @param dexPath     * @param optimizedDirectory     * @param librarySearchPath     * @param parent     * @param isTrusted   是否已信任，关系到是否可调用隐藏API     */    public BaseDexClassLoader(String dexPath, File optimizedDirectory,            String librarySearchPath, ClassLoader parent, boolean isTrusted) {        super(parent);        this.pathList = new DexPathList(this, dexPath, librarySearchPath, null, isTrusted);         ...    }                 /**     *      * @param dexFiles 字节缓存数组的dex文件     * @param parent   该加载器的父加载器     */        public BaseDexClassLoader(ByteBuffer[] dexFiles, ClassLoader parent) {        // TODO We should support giving this a library search path maybe.        super(parent);        this.pathList = new DexPathList(this, dexFiles);    }                /**     * 通过完整的类名寻找对应的类     * @param name  传入一个完整的类名     * @return     * @throws ClassNotFoundException     */        @Override    protected Class findClass(String name) throws ClassNotFoundException {        List suppressedExceptions = new ArrayList();                //1 在pathList中寻找name对应的类        Class c = pathList.findClass(name, suppressedExceptions);                // 如果未找到此类，则抛出异常        if (c == null) {            ClassNotFoundException cnfe = new ClassNotFoundException(                    "Didn't find class "" + name + "" on path: " + pathList);            for (Throwable t : suppressedExceptions) {                cnfe.addSuppressed(t);            }            throw cnfe;        }        return c;    }}

PathClassLoader 和DexClassLoader: 继承自BaseDexClassLoader

public class PathClassLoader extends BaseDexClassLoader {       /**     *     * @param dexPath   dex文件路径集合     * @param parent    父加载器     */    public PathClassLoader(String dexPath, ClassLoader parent) {        //调用父类BaseDexClassLoader 四参构造方法        super(dexPath, null, null, parent);    }     /**     *     * @param dexPath   dex文件路径集合     * @param librarySearchPath    包含 C/C++库的路径集合，多个路径用文件分隔符分隔分割，可以为null     * @param parent    父加载器     */    public PathClassLoader(String dexPath, String librarySearchPath, ClassLoader parent) {        //调用父类BaseDexClassLoader 四参构造方法        super(dexPath, null, librarySearchPath, parent);    }}

public class DexClassLoader extends BaseDexClassLoader {          /**     *     * @param dexPath      dex文件路径集合，多个路径用文件分隔符分隔，默认文件分隔符为":"     * @param optimizedDirectory   解压的dex文件存储路径，这个路径必须是一个内部存储路径，一般情况下使用当前应用程序的私有路径     * @param librarySearchPath   包含 C/C++ 库的路径集合，多个路径用文件分隔符分隔分割，可以为null     * @param parent       父加载器     */    public DexClassLoader(String dexPath, String optimizedDirectory,            String librarySearchPath, ClassLoader parent) {                                        // 调用父类BaseDexClassLoader 四参构造方法，在API26以上，librarySearchPath参数已弃用，使用此方法                        super(dexPath, null, librarySearchPath, parent);                                // API26及以下使用此方法                           // super(dexPath, new File(optimizedDirectory), librarySearchPath, parent);    }}

我们看1 处 pathList 的 findClass 是如何查找的

/*package*/ final class DexPathList {    private static final String DEX_SUFFIX = ".dex";    private static final String zipSeparator = "!/";     private final ClassLoader definingContext;         // dex/resource 存放dex的数组    private Element[] dexElements;         // 存放本地库文件的列表    private final List nativeLibraryDirectories;         // 存放系统本地库文件的列表    private final List systemNativeLibraryDirectories;         // 存放创建dexElement列表时引发异常的列表    private IOException[] dexElementsSuppressedExceptions;                DexPathList(ClassLoader definingContext, String dexPath,            String librarySearchPath, File optimizedDirectory, boolean isTrusted) {        ...         this.definingContext = definingContext; //BaseDexClassLoader构造器中会传入其本身         ArrayList suppressedExceptions = new ArrayList();        // 通过dexPath路径使用分隔符将其转换成dexElements列表        this.dexElements = makeDexElements(splitDexPath(dexPath), optimizedDirectory,                                           suppressedExceptions, definingContext, isTrusted);                ...    }                 // 为本地库搜索路径生成一个directory/zip path元素数组         private static Element[] makeDexElements(List files, File optimizedDirectory,            List suppressedExceptions, ClassLoader loader, boolean isTrusted) {      Element[] elements = new Element[files.size()];      int elementsPos = 0;           for (File file : files) {          if (file.isDirectory()) { //如果是文件夹，则直接添加至elements              elements[elementsPos++] = new Element(file);          } else if (file.isFile()) { //如果是文件                     String name = file.getName();              DexFile dex = null;              //是否为 .dex 文件              if (name.endsWith(DEX_SUFFIX)) {                  // Raw dex file (not inside a zip/jar).                  try {                      //如果是 dex 文件，则加载这个文件                      dex = loadDexFile(file, optimizedDirectory, loader, elements);                      if (dex != null) {                          //将dex 文件保存,注意第二个参数传的底 null                           elements[elementsPos++] = new Element(dex, null);                      }                  } catch (IOException suppressed) {                      System.logE("Unable to load dex file: " + file, suppressed);                      suppressedExceptions.add(suppressed);                  }              } else {                  //如果不是目录且不是 .dex 结尾的，那么他可能是 jar。加载这个文件                      dex = loadDexFile(file, optimizedDirectory, loader, elements);                            if (dex == null) {                      elements[elementsPos++] = new Element(file);                  } else {                      // 保存dex 文件 和 当前的 file，这种情况下可能是 jar，具体可以看这个构造方法                      elements[elementsPos++] = new Element(dex, file);                  }               if (dex != null && isTrusted) { //如果dex对象不为空且是允许信任状态                dex.setTrusted(); // 将此dex对象设置为已信任，它可以访问平台的隐藏api              }          } else {              System.logW("ClassLoader referenced unknown path: " + file);          }      }      if (elementsPos != elements.length) {          elements = Arrays.copyOf(elements, elementsPos);      }      return elements;    }                public Class findClass(String name, List suppressed) {                // 遍历dex列表        for (Element element : dexElements) {            //2               Class clazz = element.findClass(name, definingContext, suppressed);                        //如果找到我们需要的name类，直接返回当前clazz            if (clazz != null) {                return clazz;            }        }         if (dexElementsSuppressedExceptions != null) {            suppressed.addAll(Arrays.asList(dexElementsSuppressedExceptions));        }        return null;    }}

看注释2处 此时会通过makeDexElements方法生成一个Element数组，紧接着当前类中的findClass方法又会调用DexPathList中的Element类的findClass方法。

static class Element {              private final File path;         private final DexFile dexFile;         private ClassPathURLStreamHandler urlHandler;        private boolean initialized;                 ...                                      ...                        public Class findClass(String name, ClassLoader definingContext,List suppressed) {                        // 3 通过loadClassBinaryName方法寻找name类，找到即返回它，否则返回null             return dexFile != null ? dexFile.loadClassBinaryName(name, definingContext, suppressed)                    : null;        }     }

注释3 处 通过loadClassBinaryName 最后调用native层 defineClassNative的方法 分析到这里可以看出，最终进行Class字节码的加载操作，是通过底层的native方法来完成的。

到此，相信大家对"Java中的ClassLoader怎么使用"有了更深的了解，不妨来实际操作一番吧！这里是网站，更多相关内容可以进入相关频道进行查询，关注我们，继续学习！