深入解析Android类加载实现与原理，8年架构师经验分享-七爪网

Java编程中，类加载环节极为关键，却常被忽略。其中包含许多值得深入研究的方面，例如类加载器的运作原理，以及这些技能在求职面试中的关键作用。

类加载基本原理

Java程序的执行离不开类加载这一环节。编写完Java代码后，需编译成.class文件，这些文件是程序运行的基础。类加载器的作用是将编译好的class文件加载到特定位置，实现这一功能。这一过程需将class文件载入内存，程序方能启动。在类加载过程中，各类加载器各自承担不同职责，这是Java运行机制中的关键设计。此外，一些类加载器用C++编写，它们是虚拟机的一部分，在整个Java运行体系中扮演着独特角色。

类加载器遵循严格的加载准则。比如，它只允许加载以java、javax、sun等开头的类包。这样的限制确保了Java核心库的安全与稳定。根据不同的工作场景，我们会选用合适的类加载器，以此来预防类冲突等问题的出现。

类加载器的层级关系

Java里存在多个类加载器，其中位于最顶层的那个在类加载环节扮演着根本的角色。这个加载器主要职责是负责将位于%%/lib目录下的核心类或jar文件加载进内存。其他类加载器的功能都是建立在这一基础之上的，就好比是一座高楼大厦的基石。

class NetworkClassLoader extends ClassLoader {
 String host;
 int port;
 public Class findClass(String name) {
 byte[] b = loadClassData(name);
 return defineClass(name, b, 0, b.length);
 }
 private byte[] loadClassData(String name) {
 // load the class data from the connection
 //省略
 }
 }

各个类加载器在继承体系上形成了一个清晰的等级序列。它们都以一个基类为起点，该基类是一个抽象类，其他加载器最终都会从它那里派生出来。若要创建自定义的类加载器，就必须直接或间接地继承这个抽象类，并完成其中的必要方法，同时还要构建一个实例来执行类加载任务。这种层次结构确保了Java类加载流程的有序进行，每个环节都紧密相连。

Dex文件的处理

public BaseDexClassLoader(String dexPath, File optimizedDirectory, String librarySearchPath, ClassLoader parent) {
 //dexPath 代表目标类所在的apk、DEX或者JAR文件的路径
 //optimizedDirectory用于指定解压出来的dex文件存放的路径
 //librarySearchPath用于指定类中所使用的C/C++库存放的路径
 //parent 用于指定该加载器的父加载器，一般为当前执行类的加载器
 }

在安卓开发领域，处理APK文件时，事情会变得相对复杂。因为dex文件被封装在APK或jar文件内，所以类加载时必须先从这些文件中提取出dex文件。这一步骤不仅是对dex文件操作提出的要求，同时也是对APK内dex文件进行平台ODEX优化的过程。

在特定的代码实现里，有些操作仅是对类加载器做了简单封装，同时将dex文件的路径设定为了新的文件地址。这种方式允许加载外部dex文件，因为那些外部文件会被复制到内部路径中。这一过程遵循着严格的流程和特定要求，操作不当可能会干扰程序正常运行。

public class DexClassLoader extends BaseDexClassLoader {
 public DexClassLoader(String dexPath, String optimizedDirectory,
 String libraryPath, ClassLoader parent) {
 super(dexPath, new File(optimizedDirectory), libraryPath, parent);
 }
}

der加载器的特性

der加载器是API27版本中新加入的，它采用了一种特别的方法来查找。首先，它会检查自己是否已经加载了某个类，然后会判断这个类的加载器是否已经处理过这个类，最后会将任务转交给指定的父加载器。这种查找的顺序设计得相当精巧。

public class PathClassLoader extends BaseDexClassLoader {
 public PathClassLoader(String dexPath, ClassLoader parent) {
 super(dexPath, null, null, parent);
 }
 public PathClassLoader(String dexPath, String libraryPath,
 ClassLoader parent) {
 super(dexPath, null, libraryPath, parent);
 }
}

若在查找过程中直至顶级父类都未找到该类，那么加载任务将自上而下返回，最终由当前类加载器负责加载。der加载器在类加载系统中起到了补充作用，它满足了新的开发需求，并在处理类加载难题时，能更灵活地应对各种特殊情形。

Java语言的重要性

Java对于开发者而言至关重要，在众多应用开发中，它几乎无处不在。多数应用都基于Java语言构建，相应的SDK也大多采用Java语言编写。若SDK未作重写，精通Java语言便成为必备技能。

在BAT等大型企业面试时，Java技能的考察通常十分严格。原因在于，这些公司的众多业务后台，尤其是APK的后台服务器程序，多数是用Java编写。因此，若想加入这些企业或在该开发领域取得成就，精通Java是必经之路。

开发中的知识与实践

在APP开发的广阔领域里，或许有不少人自称“CV工程师”。尽管很多知识都能轻松获取并运用，但要想成为真正的行家里手却非易事。程序员界有所谓的2-8定律，即80%的问题只需运用20%的知识就能解决，这在APP开发领域也是适用的。但仅仅学会代码搬运的技巧是远远不够的，尤其是对于那些渴望成为架构师的开发者来说。

要想成为架构师，就得投身于项目实战中，亲自研读源码，探究其原理，领悟每个设计背后的思维逻辑。优秀的架构体系非一日之功，这需要我们不断努力。简单复制代码或许不难，但构筑属于自己的思考框架却颇为不易，这一点，每位开发者都应深刻体会。

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