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PathClassLoader和DexClassLoader区别和各自在mutidex，热更新等的使用
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一直对一些概念，知道的一知半解。也看过记住过，不过过后又忘了。这里做一些总结。可以分享，也可以自己以后查阅。源码什么的其实都不是很难，之前分析过mutidex的源码，也懒得贴了。这个博客只是对一些概念的总结。源码网上其实很多，可以如果需要，可以自己找找哈~。最后我也贴了一些。
Dalvik
当初设计Dalvik的时候，设定的是 安装app的时候只会把主dex封装成element放到PathclassLoader里类型是DexPathList的成员变量pathList中（即new PathclassLoader时，只传入了主dex的路径，根据这个路径生成pathList。关于android中的ClassLoader等细节知识看下面注解1）。DexPathList是什么呢？它内部含有DexFile数组。DexFile可以理解就是dex文件的封装，DexFile中持有dex的路径，以及一些方法比如loadClass（），其在dex真正加载到内存时调用；openDexFile（）其在new DexFile（）时调用，用于检查dex文件是不是正确，以及进行dex->odex的优化工作。
在app启动后，application#attachBaseContext（）时，mutidex会检查是不是之前已经有了缓存的从dex 文件，如果没有，那么就从apk中解压出来那些从dex（耗时）文件。如果有，那么就使用这些缓存的从dex文件。注意缓存的是dex文件，不是DexFile。所以每次冷启动app时，不管用的是缓存的dex文件还是新解压的dex文件，都需要dex文件->new DexFile的过程，前面说了在new DexFile时，会调用DexFile#openDexFile（），这个方法会进行dex->odex的优化工作（这里的odex只是对dex进行了优化，并不是生成机器码），dex->odex是显著耗时的，所以即使用了dex文件缓存，使用mutidex还是会有显著耗时。有了dex文件后，就会调用MultiDex#installSecondaryDexes方法，在installSecondaryDexes（）方法内，会进行dex文件->new DexFile->new Element(dexFile)->反射拿到PathClassLoader中类型为DexPathList的成员变量pathList，把前面的element放到DexPathList的dexElements数组中（这样hook一下PathClassLoader，之后项目中使用context.getClassLoader（）.loadClass(从dex中的类的全名)才不会报classnotFound异常。context.getClassLoader（）得到的就是PathClassLoader）。在new DexFile时，会调用DexFile#openDexFile（），这个方法会进行dex->odex的优化工作，dex->odex是显著耗时的。
在app运行时，如果需要某个类，那个类如果还没有加到内存中，那么会去classLoader的DexPathList中的DexFile数组中去找，是不是有哪个dexFile含有对应的类，如果有，那么就调用对应的dexFile#loadClass（）将对应的类文件加载到内存。如果没有找到，那么抛ClassNotFound异常。
ART
android5.0及以上（api对应21）的机子是采用的art系统。在这个系统上安装apk的时候（art系统吸取了之前的经验），会把apk中所有的dex翻译成机器码，预编译成多个oat文件（推测：之后会把这些oat文件放到classloader的dexpathlist中）。所以有了art系统，app启动的时候，就不需要在application初始化阶段执Multidex.install(this);。Dalvik系统运行时，如果需要加载某各类，需要从classloader中的dexlist中寻找对应的字节码文件路径来加载到内存，并翻译成机器码。而ART系统运行时，不需要再把字节码文件翻译成机器码的过程了，因为在安装时已经把所有dex都翻译成oat文件了。
但是，虽然在application初始化阶段不需要执行Multidex.install(this)。但是如果项目的总方法数超过了64k,还是需要在构建阶段把项目达成多个dex（一个dex文件不能超过64k方法数）。所以在构建apk时还是需要mutidex进行分包，5.0及以上机器运行时不再需要mutidex的安装方案。
在构建apk时，不管minsdk版本是多少，虽然都需要使用mutidex分包。但是系统还是做了一些优化。如果设置的minsdk<21,那么在分包时会做很多决策，这些决策决定哪些类放到主dex，哪些类放到从dex中。这是一个很耗时的决策，因为构建时间会很长。如果设置的minsdk>=21,那么意味着你的apk安装在android5.0及以上，也就是art系统上（所有的dex在apk安装时都会翻译成机器码，不需要mutidex.install()），也就无所谓哪个类在主dex，那个类在从dex了。所以android gradle 插件（比如3.0.0版本额）在构建工程时，发现minsdk>=21，就会启动pre-dexing功能（pre-dexing用于增量编译，即下次编译时，只会编译哪些改变的dex，没改变的复用。工作原理是：事先就把依赖里面的jar包装成dex，而不需要在构建的dex阶段去做这个事情，也不再需要计算文件放到哪个dex里的决策。），即把每一个模块\每一个依赖项都弄成一个dex,不再决策哪些类放到主dex了，哪些放到从dex了（在3.0.0gradle插件中做的更彻底，pre-dexing进化成了per-class dexing，每个类都是一个dex，这样如果我只改了一个类，那么只有一个dex需要变化，其他的dex都不用改变，更能加快构建时间）。这样能减少构建时间。这也为我们减少项目构建时间提供了一个思路:可以设置一个minSdkVersion 21的flavor，专门用于开发阶段的apk构建（apk需要运行在5.0及以上机器）。
android {
defaultConfig {
...
multiDexEnabled true
}
productFlavors {
dev {
// Enable pre-dexing to produce an APK that can be tested on
// Android 5.0+ without the time-consuming DEX build processes.
minSdkVersion 21
}
prod {
// The actual minSdkVersion for the production version.
minSdkVersion 14
}
}
buildTypes {
release {
minifyEnabled true
proguardFiles getDefaultProguardFile('proguard-android.txt'),
'proguard-rules.pro'
}
}
}
dependencies {
compile 'com.android.support:multidex:1.0.1'
}
注解1
java下的ClassLoader
Class clazz=Classloader.loadClass(类全名)，其实就是通过一个类的全名，生成这个类的Class对象。loadClass（）内部是先进行parent.loadClass()让父类先进行加载，如果加载不成功，再使用该classLoader加载（双亲委派）。然后，通过findClass（类全名）来加载得到Class对象。我们如果想自定义一个classLoader，那么就是重写findClass（）方法。在findClass（）中，我们拿到我们要加载的路径（可以是在构造方法中提供，也可以在findClass中定义好，也可以使用其他方式），然后拿到路径对应文件的数据流。然后使用classLoader定义好的defineClass（inputStream）来生成Class对象。所以真正生成class对象的部分，我们不需要管，调用一下defineClass（inputStream）就可以了。我们自定义一个classLoader，主要就是给它提供一个路径，然后类全名能找到这个路径下对应的.class文件，然后生成inputStream流。所以自定义一个Classloader也没什么，不同的ClassLoader并不是根据流生成class对象的方式不一样（都是一样的，通过defineClass（inputstream））。但是不同的ClassLoader即使加载的同一路径下的.class文件也是两个不同的Class对象。
android下的ClassLoader
android下的classloader和java下的有些不一样。android下的classloader虽然也满足双亲委派，但是findClass会抛异常（所以我们不能直接继承classloader来自定义classLoader）。所以都得使用BaseDexClassLoader，BaseDexClassLoader重写了findClass（）。其实就是从DexPathList中找dexFile，然后使用dexFile.findClass(className)（native c++方法）,所以这里的classloader加载的是dex，不是class字节码。
android经常使用的classLoader分为PathClassLoader和DexClassLoader。
PathClassLoader和DexClassLoader都是继承于BaseDexClassLoader。BaseDexClassLoader继承于ClassLoader。在BaseDexClassLoader中定义了DexPathList。不管是调用PathClassLoader或DexClassLoader的loadClass（其实真正调用的BaseDexClassLoader的findClass（classname）方法），其实都是从DexPathList找有没有对应类的路径（dexpath路径是在classLoader构造方法中传入的，然后形成DexPathList）。如果有，那么dexFile的findClass（classname）来加载生成对应的class对象。如果没有就报classnotfound异常。不过注意一下，DexClassLoader中的pathlist肯定不能访问PathClassLoade中的pathlist，因为这是两个实例。
PathClassLoader以及应用
PathClassLoader用来加载系统的和apk中的类，dexpath路径在构造方法中传入，且只能是系统apk路径。当然也可以像mutidex那样hookPathClassLoader，来改变其内部dexPathList成员变量中的元素，即便是hookPathClassLoader，也是改变系统PathClassLoader的dexPathList成员变量，而不是new 一个PathClassLoader，然后传入从dex的路径，因为PathClassLoader不允许外界传入非系统的路径。（包括从dex中的类。mutidex做的事情就是把dex一层层封装dex->odex->dexFile->element，然后把element放到PathClassLoader的pathList中，这样我们使用的时候context.getClassLoder（）进行loadclass（类全名）才能加载到从dex中的类。context.getClassLoder（）得到的是PathClassLoader。mutidex没有使用DexClassLoader的东西。同样的，qq空间的热修复方案，tink，都是hook的PathClassLoader。只是qq空间的热修复方案把补丁放到dexPathList中数组的最前面。tink是将补丁和原来的dex合并以后替换原来的dex）。为什么tink不使用DexClassLoader来加载补丁，而使用PathClassLoader。因为app在运行时，一般加载类时都是使用的PathClassLoader，比如context.getClassLoader对应的就是PathClassLoader。
DexClassLoader以及应用
DexClassLoader用来加载外部的类（.jar或.apk），外部类的dexpath路径在构造方法中传入，比如从网络下载的dex等，或插件化的apk（比较robust中加载补丁的时候就是使用的DexClassLoader来加载网络的dex。从网络下载到dex后。new 一个DexClassLoader（dexpath，outputName..），new的时候就把网络下载到的dex路径告诉DexClassLoader，DexClassLoader会将dex一步步封装，放到DexClassLoader中的pathList里面。dex放到DexClassLoader之后，使用DexClassLoader.loadClass（需要加载的patch类全名）得到补丁类的Class对象，然后class.newInstance()对应的实例。通过这个实例里的信息来找到要修补的是哪个类，然后找到这个类对应的Class对象，如果没有就使用PathClassLoader加载。然后将刚才new好的那个补丁实例赋值给这个Class对象中的一个类变量。这样，在app某一处调用该类的某个方法的时候，会先判断那个类变量是不是为null，不为null且确实是需要修复这个方法，那么就使用补丁实例中的逻辑，不再走原来方法的逻辑。其中每个class中添加一个类对象，每个方法添加一段拦截逻辑是在编译期操作字节码加载的。整体的robust的工作原理就是这样。可以看到robust没有hook操作PathClassLoader。只是正常使用了DexClassLoader。为什么robust不用hookPathClassLoader，因为它其实并不是替换类，而是新增加类（逻辑），只是表现形式上看是替换了老方法。所以以前的类并不需要被替换或者置后。）。为什么robust不用PathClassLoader加载dex，因为我们不能给PathClassLoader传入dex的路径，它必须接收系统的路径。
DexClassLoader使用注意事项
注意DexClassLoader（dexpath，outputPath,ClassLoader parent）在进行构造的时候，需要传入一个outputPath路径,它是dexpath路径下的dex解压优化后的路径。前面说了，dex->dexFile时，会执行opendex（），这里会将dex进行优化，生成odex。odex的路径就是这个outputPath。这样在正在加载的时候，其实是从这个outputPath路径下加载类文件的，而不是原来的dexPath。那么注意outputPath路径需要是app自己的缓存目录：File dexOutputDir = context.getDir("dex", 0);把这个路径给到outputPath就可以了。如果直接指定一个sdcard的缓存路径，那么会报错。PathClassLoader不需要我们管outputPath，传入null。一般我们也不会接触PathClassLoader的构造。详情可看这里
注意DexClassLoader中还要传入一个ClassLoader作为该DexClassLoader的父类。这样，我们使用DexClassLoader加载一个类时，根据双亲委派，会先让父类classloader进行加载。父类加载不了，再使用该DexClassLoader加载。一般我们使用getClassLoader（）即app的context对应的classLoader：PathClassLoader作为DexClassLoader的父类。这样也就解释了为什么robust补丁的类和app中的相同类没有冲突，因为都是使用context对应的classLoader加载的那些。
参考文章：
Android类加载之PathClassLoader和DexClassLoader
