一、" 插件化 " 中的 dex 文件
现在的大型 Android 项目 , 基本都是 组件化 + 插件化 开发 , 项目架构上都是 组件化 的框架 , 某些修改频繁的 Module 模块 , 设置成 " 插件 " 模块 , 编译成独立的 APK 文件 , 以 " 插件 " 的形式进行部署 , 供 " 宿主 " 模块调用 ;
应用运行时 , 点击启动某个 " 插件 " APK 中的界面 , 首先先 下载对应的 插件 APK 文件 , 将其放在 内置存储区 中 , 然后加载该 APK 文件 , 主要是 类加载器 DEX 文件中的 Class 字节码数据 ;
在上述项目中 , app 模块是 " 宿主 " 模块 , plugin 模块是 " 插件 " 模块 , 二者都是 " Phone & Tablet Module " 类型的应用 ,
plugin 插件模块 , 编译出的 APK 文件如下 , 其 Java 类都封装在 " classes.dex " 文件中 , 在其中可以找到 PluginActivity.class 的字节码文件 ; 找到该模块后 , 可以将其加载到应用中 , 并跳转到该界面中 ;
二、类加载器分析
类加载 是 通过类加载引擎 , 将字节码数据加载到 Java 虚拟机的运行期数据区 中的 Java 虚拟机栈 中 ;
ClassLoader 加载涉及到 双亲委派机制 , Android 中顶级的类加载器 ClassLoader 是 BootClassLoader , 然后其下是 PathClassLoader , PathClassLoader 与 DexClassLoader 基本相同 ;
DexClassLoader 继承了 BaseDexClassLoader , 没有实现任何逻辑 , 只是调用 BaseDexClassLoader 的构造方法进行初始化 ;
public class DexClassLoader extends BaseDexClassLoader { public DexClassLoader(String dexPath, String optimizedDirectory, String librarySearchPath, ClassLoader parent) { super(dexPath, null, librarySearchPath, parent); } }
源码地址 : /libcore/dalvik/src/main/java/dalvik/system/DexClassLoader.java
PathClassLoader 也是继承了 BaseDexClassLoader , 其中定义的构造方法与 DexClassLoader 相同 ;
public class PathClassLoader extends BaseDexClassLoader { public PathClassLoader(String dexPath, ClassLoader parent) { super(dexPath, null, null, parent); } public PathClassLoader(String dexPath, String librarySearchPath, ClassLoader parent) { super(dexPath, null, librarySearchPath, parent); } }
源码地址 : /libcore/dalvik/src/main/java/dalvik/system/PathClassLoader.java
因此 PathClassLoader 与 DexClassLoader 实现的功能基本相同 , 二者都可以用于加载 Dex 文件 ;
PathClassLoader 是 Google 官方使用的 , DexClassLoader 是提供给开发者使用的 , 使用类加载器时 , 尽量使用 DexClassLoader ;
三、获取类加载器
在 Activity 中调用如下方法 , 获取不同层级的 ClassLoader ;
getClassLoader()
getClassLoader().getParent()
getClassLoader().getParent().getParent()
代码示例 :
package kim.hsl.plugin; import androidx.appcompat.app.AppCompatActivity; import android.os.Bundle; import android.util.Log; public class MainActivity extends AppCompatActivity { private static final String TAG = "MainActivity"; @Override protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.activity_main); Log.i(TAG, "getClassLoader() : " + getClassLoader()); Log.i(TAG, "getClassLoader().getParent() : " + getClassLoader().getParent()); Log.i(TAG, "getClassLoader().getParent().getParent() : " + getClassLoader().getParent().getParent()); } }
打印结果 :
I/MainActivity: getClassLoader() : dalvik.system.PathClassLoader[DexPathList[[zip file "/data/app/kim.hsl.plugin-_uowA-lCCTOuGQrqkuXOeg==/base.apk"],nativeLibraryDirectories=[/data/app/kim.hsl.plugin-_uowA-lCCTOuGQrqkuXOeg==/lib/arm64, /system/lib64]]] I/MainActivity: getClassLoader().getParent() : java.lang.BootClassLoader@fc7ec45 I/MainActivity: getClassLoader().getParent().getParent() : null
结果分析 :
在 Activity 中直接调用 getClassLoader() 方法获取的是 PathClassLoader ,
调用 getClassLoader().getParent() 方法获取的是 BootClassLoader ;
此外没有更高层级的 ClassLoader , getClassLoader().getParent().getParent() 方法获取的是空 ;
BaseDexClassLoader 的父类是 ClassLoader , ClassLoader 是个抽象类 , 从继承关系上 , 没有涉及到 BootClassLoader ;
在 ClassLoader 中 , 存在一个 ClassLoader parent 字段 , 该字段通过构造方法传入 , getClassLoader().getParent() 方法拿到的不是 ClassLoader , 而是指定的父类引用 ClassLoader parent 字段 ,
public class BaseDexClassLoader extends ClassLoader {
}
public abstract class ClassLoader { // The parent class loader for delegation // Note: VM hardcoded the offset of this field, thus all new fields // must be added *after* it. private final ClassLoader parent; private ClassLoader(Void unused, ClassLoader parent) { this.parent = parent; } }
源码参考 : /libcore/ojluni/src/main/java/java/lang/ClassLoader.java
四、双亲委派机制
类加载器层级 : 由高到低 : BootClassLoader -> PathClassLoader / DexClassLoader ;
双亲委派机制 :
自定义的类加载器 MyClassLoader 加载一个 Class 类对象 Student , 可以 指定 parent 父类为 PathClassLoader , 该类会 向其上级父类 PathClassLoader 询问该 Student 类对象 是否被加载过 , 如果没有被加载过 ;
则继续向 上级父类 BootClassLoader 询问 Student 类对象 是否被加载过 , 如果被加载过 , 则返回类对象 , 如果没有被加载过 , 则开始委派子类进行加载 ;
BootClassLoader 委派子类 PathClassLoader 进行加载 Student 类对象 , PathClassLoader 就会委派 MyClassLoader 进行加载 , MyClassLoader 发现其没有子类 , 则开始进行类加载 Student 类对象 ;
在 ClassLoader 中的 loadClass 方法中 , 先调用了
// First, check if the class has already been loaded
Class<?> c = findLoadedClass(name);
方法 , 下检查该类是否被加载过 , 如果没有被加载过 , 则先判断父类是否为空 , 如果不为空 , 则调用父类的 loadClass 方法 ,
if (parent != null) {
c = parent.loadClass(name, false);
} else {
c = findBootstrapClassOrNull(name);
}
父类也调用父类的 loadClass 方法 , 如果调用到最顶层 , 没有父类 , 则开始加载 ;
ClassLoader 类加载相关源码 :
public abstract class ClassLoader { 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) { 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) { // If still not found, then invoke findClass in order // to find the class. c = findClass(name); } } return c; } }
