【Android】 ClassLoader 知识点提炼

1.Java中的 ClassLoader

1.1 、ClassLoader的类型

        Java 中的类加载器主要有两种类型，即系统类加载器和自定义类加载器。其中系统类
加载器包括3种，分别是 Bootstrap ClassLoader、Extensions ClassLoader 和 Application
ClassLoader。

1.1.1.Bootstrap ClassLoader (引导类加载器）

        C/C++代码实现的加载器，用于加载指定的JDK的核心类库，比如java.lang、java.uti.等这些系统类。它用来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 创建一个初始类来完成的。由于Bootstrap ClassLoader 是使用 C/C++语言实现的，所以该加载器不能被 Java代码访问到。 

1.1.2.Extensions ClassLoader(拓展类加载器) 

        Java 中的实现类为 ExtClassLoader，因此可以简称为 ExtClassLoader，它用于加载Java的拓展类，提供除了系统类之外的额外功能。ExtClassLoader 用来加载以下目录中的类库：

• 加载$JAVA_HOME/jre/lib/ext目录
• 系统属性java.ext.dir 所指定的目录

1.1.3.Application ClassLoader (应用程序类加载器)

        Java 中的实现类为AppClassLoader，因此可以简称为 AppClassLoader，同时它又可以称作 System ClassLoader (系统类加载器)，这是因为AppClassLoader 可以通过 ClassLoader的getSystemClassLoader 方法获取到。它用来加载以下目录中的类库：

• 当前程序的Classpath目录。
• 系统属性java.classpath 指定的目录。

1.1.4.Custom ClassLoader (自定义类加载器)

        除了系统提供的类加载器，还可以自定义类加载器，自定义类加载器通过继承java.lang.ClassLoader 类的方式来实现自己的类加载器，Extensions ClassLoader 和 App
ClassLoader也继承了java.lang.ClassLoader 类。

1.1.5.ClassLoader 继承关系图

2.Android中的 ClassLoader 

2.1. ClassLoader的类型

        Java 中的 ClassLoader 可以加载jar 文件和 Class 文件 (本质是加载CIass文件)，这一点在Android中并不适用，因为无论是 DVM还是ART，它们加载的不再是 Class文件，而是 dex 文件。

        Android 中的 ClassLoader 类型和Java 中的ClassLoader 类型类似，也分为两种类型
分别是系统类加载器和自定义加载器。其中系统类加载器主要包括 3 种，分别是
BootClassLoader、 PathClassLoader 和 DexClassLoader。

2.1.1. BootClassLoader

        Android 系统启动时会使用 BootClassLoader 来预加载常用类，与SDK 中的 Bootstrap
ClassLoader 不同，它并不是由 C/C++代码实现的，而是由 Java 实现的。

2.1.2. DexClassLoader

        DexClassLoader 可以加载 dex 文件以及包含 dex的压缩文件(apk 和jar 文件)不管加
载哪种文件，最终都要加载 dex 文件。

2.1.3. PathClassLoader

        Android 系统使用 PathClassLoader 来加载系统类和应用程序的类。PathClassLoader
默认了参数 optimizedDirectory 的值为/data/dalvik-cache，很显然 PathClassLoader 无法
定义解压的dex文件存储路径，因此 PathClassLoader 通常用来加载已经安装的apk的dex
文件(安装的apk的dex 文件会存储在/data/dalvik-cache 中)。

2.1.4. ClassLoader 继承关系图

• ClassLoader 是一个抽象类，其中定义了 ClassLoader 的主要功能。BootClassLoader是它的内部类。
• SecureClassLoader 类和JDK8中的 SecureClassLoader 类的代码是一样的，它继承了抽象类 ClassLoader。SecureClassLoader 并不是 CassLoader 的实现类，而是拓展了ClassLoader类加人了权限方面的功能，加强了ClassLoader 的安全性。
• URLClassLoader 类和JDK8中的URLCIssLoader 类的代码是一样的，它继承自SecureClassLoader，用来通过URL路径从jar 文件和文件夹中加载类和资源。
• InMemoryDexClassLoader 是 Android 8.0新增的类加载器，继承自BaseDexClassLoader，用于加载内存中的dex 文件。
• BaseDexClassLoader 继承自 ClassLoader，是抽象类 ClassLoader 的具体实现类PathClassLoader、DexClassLoader 和InMemoryDexClassLoader 都继承自它。

2.2 ClassLoader的加载过程

2.2.1. BootClassLoader的加载过程

         BootClassLoader 是在 Zygote进程的 ZygoteInit的入口方法（main）中被创建的，用于加载preloaded-classes 文件中存有的预加载类。预加载属于拿空间换时间的策略，Zygote 环境配置得越健全越通用，应用程序进程需要单独做的事情也就越少，预加载除了预加载类，还有预加载资源和预加载共享库。

一些预加载类如下图所示：

2.2.2. PathClassLoader的加载过程 

        PathClassLoader 是在SystemServer 进程中采用工厂模式创建的。

3.双亲委托模式

        类加载器查找 Class 所采用的是双亲委托模式，所谓双亲委托模式就是首先判断该Class 是否已经加载，如果没有则不是自身去查找而是委托给父加载器进行查找，这样依次进行递归，直到委托到最顶层的 Bootstrap ClassLoader，如果 Bootstrap ClassLoader 找到了该 Class，就会直接返回，如果没找到，则继续依次向下查找，如果还没找到则最后会交由自身去查找。

通俗的讲就是你要找一件玩具，你找不到就问你父亲有没有见过这个玩具（是否已经加载），你父亲没见过就问你父亲的父亲有没有见过，一直往上问，如果谁见过就把玩具找出来给你。如果最大的老父亲还是没见过他就帮你找，找不到他就歇下了叫儿子帮忙找，一直往下，找到就给你，没找到你就自己找。

4.Java中的ClassLoader与Android中ClassLoader的区别

• Java的引导类加载器是由C++编写的,Android中的引导类加载器则是用Java编写的。
• 由于Android 中加载的不再是 Class 文件，因此Android 中没有 ExtClassLoader和AppClassLoader，替代它们的是 PathClassLoader和 DexClassLoader。