Android So加载的路径选择

我们在Android应用程序会常常的加载一些So文件来完成我们的目标，那么我们的APK加载So是有哪些平时我们没有注意到的事情呢？

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1. 首先我们一般开发会遇见两种APK（其实一般大部分只会遇到一种），一种为系统级APK,另外一种为普通APK。那么这个两种APK跟So加载有什么关系呢？别急，让我们先聊聊我们那些操作会产生这些类型的APK。

普通级AKP: 

pm install + 包名将会把APK安装到 /data/app 目录下，同时会把So映射到/data/app-lib/包命/ 目录下。这个就是普通的APK（pm Install -r 会替换原有的APK，当然必须是一样的签名）。

系统级APK:

push  + 绝对路径 + 包名 /system/app 目录下（必须把原有的包名删除哦！），这时APK就会在System/app下面了，这时你需要把你的APK的So 同时push到system/lib里面。因为apk里面的So并不会自动映射到system/lib下面。

一般我们在使用加载So的方法时候，会使用到System.load（pathName）和 System.loadLibrary(libName)这两种方法。这篇文章主要讲讲System.load（pathName）这个绝对路径加载的注意点。

我们通常会直接使用

context.getApplicationInfo().nativeLibraryDir +/具体名字.so  来让系统帮我寻找加载So所需要的路径。那么这里问题就来了。

如果是系统级APK

context.getApplicationInfo().nativeLibraryDir = /system/lib/

如果是普通级APK

context.getApplicationInfo().nativeLibraryDir  =/data/data-lib/PackageName/ 对！就是那个映射的So系统会根据这个去data/app/包名下面寻找真正的So文件。

这个需要注意的细节，主要用于在中间件，系统预置程序的研发人员与测试上面。我们在拿到芯片厂商给予调试模式的开发硬件上进行Demo和So的更换测试的时候，需要自己和测试都需要知道，自己安装的APK是什么类型，会加载什么路径，以免我们的底层老司机在帮忙测试问题的时候造成不必要的麻烦。

Android-类加载

双亲委托机制

类在进行类加载的时候，把加载任务托管给父类加载器，如能加载成功，则返回，否则依次向子类加载器递归尝试类加载。

意义：

①避免类的重复加载，父类加载已加载该类时,子ClassLoader就没有必要加载一次了。

②安全性，防止核心API被随意篡改。

ClassLoader

ClassLoader本身是一个抽象方法。它的主要实现类有BootClassLoader、PathClassLoader、DexClassLoader.

BootClassLoader：用于加载Android Framwork层（SDK）的class文件

PathClassLoader：用于Android应用程序加载器,可以加载指定的dex和jar、zip、apk中的classes.dex（系统使用）

DexClassLoader：用于加载指定的dex和jar、zip、apk中的classes.dex。(供开发者使用)

拓展：

在API26之前。

optimizedDirectory 参数就是dexopt的产出目录(odex)。那 PathClassLoader 创建时，这个目录为null，就

意味着不进行dexopt？并不是， optimizedDirectory 为null时的默认路径为：/data/dalvik-cache。

在API26之后DexClassLoader也取消了optimizedDirectory

热修复相关

LoadClass：

findClass：PathClassLoader和DexClassLoader的父类BaseDexClassLoader中实现findClass。

BaseDexClassLoader中

PathClassLoader加载过后，pathlist 中存在一个Element数组，Element类中存在一个dexFile成员表示dex文件，即：APK中有X个dex，则Element数组就有X个元素。

总结:

可能看到这里我们比较乱了，理一下。一个类的加载经历了哪些。我们以PathClassLoader为例。

①加载一个类的时候，首先通过Class缓存寻找是否已经加载过该类。参考抽象类的loadClass方法。

②若在缓存中未找到该类，则交由父加载器加载该类。参考抽象类的loadClass方法。

③调用父加载器PathClassLoader的父类BaseDexClassLoader实现的findClass方法加载该类。

④PathClassLoader在初始化的时候调用父构造方法实例化DexPathList属性，DexPathList属性初始化时构造方法内通过makePathElements（或makeDexElements 不同API可能不同）加载APK内的dex文件生成Element数组。

⑤BaseDexClassLoader实现的findClass方法中顺序循环已存在的Element数组，通过Element中的DexFile加载类。。

⑥未找到，抛出类未找到异常。

热修复（multide 形式（thinker、qfix））

热修复的原理。我们只需在应用启动的时候，一般是在application方法中（因为class加载首先从缓存中加载），在应用启动后，经过PathClassLoader加载过后所有的类都在 pathList的Element 数组，把生成的Elment数组插入到PathList的Element数组的最前方。在加载类的时候就只会加载到我们需要更新的类了，因为是顺序寻找，找到就返回。(先从我们补丁的dex文件生成的element寻找，找不到再从APK的dex生成的element种寻找)。

热修复基本思路总结:

①获取到当前引用的PathClassLoader

②反射获取其中DexPathList属性:DexPathList pathList.

③获取到补丁包path.dex文件的Element[]数组 pElements。参考PathClassLoader怎么把dex文件转换为Element数组的。于是我们反射执行DexPathList 中的makePathElements方法（视API而定）传入dex路径得到补丁包的element数组。

④获取pathList的dexElements数组。

⑤把补丁包的pElements数组合并到pathList的dexElements数组的前方，即newElements=pElements+dexElements

⑥反射赋值把newElements替换掉pathList的dexElements

热修复没这么简单，还需考虑混淆，API版本不同导致的使用makePathElements方法或makeDexElements方法等因素。

热修复（InstantRun 形式(Robust)）待了解。

Android类加载机制

Android手写热修复（一）--ClassLoader

我们平时编写的 .java 文件不是可执行文件，需要先编译成 .class 文件才可以被虚拟机执行。所谓类加载是指通过 类加载器 把class文件加载到虚拟机的内存空间，具体来说是方法区。类通常是按需加载，即第一次使用该类时才加载。

首先，Java与Android都是把类加载到虚拟机内存中，然后由虚拟机转换成设备识别的机器码。但是由于二者使用的虚拟机不同，所以在类加载方面也是有所区别的。Java的虚拟机是JVM，Android的虚拟机是dalvik／art(5.0以后虚拟机是art，是对dalvik的一种升级)。 Java虚拟机运行的是class文件，而Android 虚拟机运行的是dex文件。 dex其实是class文件的集合，是对class文件优化的产物，是为了避免出现重复的class。

从上面的讲解中，我们已经知道我们平时写的类是被 类加载器 加载尽虚拟机内存才能运行。下面就通过Framework源码来为大家讲解Android中最主要的5个类加载器。

在Activity做个简单验证：

结果：

可以看出系统类由BootClassLoader加载，apk中的类由PathClassLoader加载，PathClassLoader的父类加载器是BootClassLoader。如果暂时不能理解父类加载器是什么，没关系，后面讲双亲委托机制的时候会理解的。

下面的源码解析基于 Android SDK API28 ，这几个类加载器（除了ClassLoader）没办法直接在AS上查看源码，AS搜索到的是反编译的class的内容，是不可信的，为大家推荐一个在线工具查看， 在线查看Android Framework源码 。

用来加载本地文件系统上的文件或目录，通常是用来加载apk中我们自己写的类，而像 Activity.class 这种系统的类不是由它加载。注意：这里，并不像很多网上文章说的那样只能加载apk，本地的其他目录的文件也是可以的，这一点我会在后面验证说明。

也是被用来加载 jar 、apk、dex，通常用来加载未安装到应用中的文件。注意，它需要一个应用私有的可写的目录来存放优化后的dex文件。千万不要选择外部存储路径，因为这样可能会导致你的应用遭到注入攻击。

关于dex文件优化，可能很多人还是不理解，水平有限，我简单解释一下，

构造器参数解释：

关于optimizedDirectory：

1、这是dex优化后的路径，它必须是一个应用私有的可写的目录否则会存在注入攻击的风险；

2、这个参数在API 26（8.0）之前是有值的，之后的话，这个参数已经没有影响了，因为在调用父构造器的时候这个参数始终为null，也就是说Android 8.0 以后DexClassLoader和PathClassLoader基本一样的来；

3、在加载app的时候，apk内部的dex已经执行过优化了，优化之后放在系统目录/data/dalvik-cache下。

这个构造器的关键是初始化了一个DexPathList对象，这个是后面加载class的关键类。

这个构造方法等关键是通过 makeDexElements() 方法来获取Element数组，这个Element数组非常关键，后面查找class就会用到它，也是热修复的关键点之一。

splitDexPath(dexPath) 方法是把dexPath目录下的所有文件转换成一个File集合，如果是多个文件的话，会用 : 作为分隔符。

makeDexElements()

小结一下，这个方法就是把指定目录下的文件apk／jar／zip／dex按不同的方式封装成Element对象，然后按顺序添加到Element[]数组中。

DexPathList#loadDexFile()

可以看到 DexFile 最终是调用了openDexFile、native方法openDexFileNative去打开Dex文件的，如果outputName为空，则自动生成一个缓存目录，具体来说是 /data/dalvik-cache/xxx@classes.dex 。openDexFileNative这个native方法就不具体分析了，主要是对dex文件进行了优化操作，将优化后得odex文件通过mmap映射到内存中。感兴趣的同学可以参考：

《DexClassLoader和PathClassLoader加载Dex流程》

现在在回头看看DexClassLoader与PathClassLoader的区别。DexClassLoader可以指定odex的路径，而PathClassLoader则采用系统默认的缓存路径，在8.0以后没有区别。

ClassLoader是一个抽象类，有3个构造方法，最终调用的还是第一个构造方法，主要功能是保存实现类传入的parent参数，也就是父类加载器。ClassLoader的实现类主要有2个，一个是前面讲过的BaseDexClassLoader，另一个是BootClassLoader。

BootClassLoader是ClassLoader的内部类，而且继承了ClassLoader。

这是加载一个类的入口，流程如下：

1、 先检查这个类是否已经被加载，有的话直接返回Class对象；

2、如果没有加载过，通过父类加载器去加载，可以看出parent是通过递归的方式去加载class的；

3、如果所有的父类加载器都没有加载过，就由当前的类加载器去加载。

通常我们自己写的类是通过当前类加载器调用 findClass 方法去加载的，但是在 ClassLoader 中这是个空方法，具体的实现在它的子类 BaseDexClassLoader 中。

BaseDexClassLoader # findClass

可以看到是通过pathList去查找class的，这个对象其实之前讲过，它是在BaseDexClassLoader 的构造方法中初始化的，它实际上是一个 DexPathList 对象。

DexPathList # findClass()

对Element数组遍历，再通过Element对象的 findClass 方法去查找class，有的话就直接返回这个class，找不到则返回null。 这里可以看出获取Class是通过DexFile来实现的，而各种类加载器操作的是Dex。Android虚拟机加载的dex文件，而不是class文件。

1、加载一个类是通过双亲委托机制来实现的。

2、如果是第一次加载class，那是通过 BaseDexClassLoader 中的findClass方法实现的；接着进入 DexPathList 中的findClass方法，内部通过遍历Element数组，从Element对象中去查找类；Element实际上是对Dex文件的包装，最终还是从dexfile去查找的class。

3、一般app运行主要用到2个类加载器，一个是PathClassLoader：主要用于加载自己写的类；另一个是BootClassLoader：用于加载Framework中的类；

4、热修复和插件化一般是利用DexClassLoader来实现。

5、PathClassLoader和DexClassLoader其实都可以加载apk／jar／dex，区别是 DexClassLoader 可以指定 optimizedDirectory ，也就是 dex2oat 的产物 .odex 存放的位置，而 PathClassLoader 只能使用系统默认位置。但是在8.0 以后二者是没有区别的，只能使用系统默认的位置了。

这张图来源于：

Android虚拟机框架：类加载机制

在类加载流程分析中，我们已经知道，查找class是通过DexPathList来完成的，实际上DexPathList最终还是遍历其Element数组，获取DexFile对象来加载Class文件。 由于数组是有序的，如果2个dex文件中存在相同类名的class，那么类加载器就只会加载数组前面的dex中的class。如果apk中出现了有bug的class，那只要把修复的class打包成dex文件并且放在 DexPathList 中Element数组`的前面，就可以实现bug修复了 。下一篇为大家带来的手写热修复。

Android类加载机制的细枝末节

从JVM到Dalivk再到ART（class,dex,odex,vdex,ELF）

类加载机制系列2——深入理解Android中的类加载器

Android 热修复核心原理，ClassLoader类加载

Android studio中activity_main.xml加载不出来

是创建的时候，选择错误造成的，解决方法如下：

1、首先在打开Android studio的软件，进入到界面中，进行点击“start a new Android studio project”。

2、对项目的application name创建一个昵称，而在project location选择项目存放路径。

3、在select the form factors your app will run on界面中，进行选择可以支持最小sdk的版本。

4、add an activity to mobile的activity的模板进行选择，根据开发需要选择。

5、加载Android的开发项目需要加载一段的时间，等待加载完成，如下图所示就完成了。

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