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Android类动态加载技术

 

Android应用开发在一般情况下,常规的开发方式和代码架构就能满足我们的普通需求。但是有些特殊问题,常常引发我们进一步的沉思。我们从沉思中产生顿悟,从而产生新的技术形式。

 

如何开发一个可以自定义控件的Android应用?就像eclipse一样,可以动态加载插件;如何让Android应用执行服务器上的不可预知的代码?如何对Android应用加密,而只在执行时自解密,从而防止被破解?……

 

熟悉Java技术的朋友,可能意识到,我们需要使用类加载器灵活的加载执行的类。这在Java里已经算是一项比较成熟的技术了,但是在Android中,我们大多数人都还非常陌生。

 

 

 

类加载机制

       Dalvik虚拟机如同其他Java虚拟机一样,在运行程序时首先需要将对应的类加载到内存中。而在Java标准的虚拟机中,类加载可以从class文件中读取,也可以是其他形式的二进制流。因此,我们常常利用这一点,在程序运行时手动加载Class,从而达到代码动态加载执行的目的。

 

       然而Dalvik虚拟机毕竟不算是标准的Java虚拟机,因此在类加载机制上,它们有相同的地方,也有不同之处。我们必须区别对待。

 

       例如,在使用标准Java虚拟机时,我们经常自定义继承自ClassLoader的类加载器。然后通过defineClass方法来从一个二进制流中加载Class。然而,这在Android里是行不通的,大家就没必要走弯路了。参看源码我们知道,Android中ClassLoader的defineClass方法具体是调用VMClassLoader的defineClass本地静态方法。而这个本地方法除了抛出一个“UnsupportedOperationException”之外,什么都没做,甚至连返回值都为空。

 

 

static void Dalvik_java_lang_VMClassLoader_defineClass(const u4* args,

 

    JValue* pResult)

 

{

 

    Object* loader = (Object*) args[0];

 

    StringObject* nameObj = (StringObject*) args[1];

 

    const u1* data = (const u1*) args[2];

 

    int offset = args[3];

 

    int len = args[4];

 

    Object* pd = (Object*) args[5];

 

    char* name = NULL;

 

 

 

    name = dvmCreateCstrFromString(nameObj);

 

    LOGE("ERROR: defineClass(%p, %s, %p, %d, %d, %p)\n",

 

        loader, name, data, offset, len, pd);

 

    dvmThrowException("Ljava/lang/UnsupportedOperationException;",

 

        "can't load this type of class file");

 

 

 

    free(name);

 

    RETURN_VOID();

 

}

 

Dalvik虚拟机类加载机制

       那如果在Dalvik虚拟机里,ClassLoader不好使,我们如何实现动态加载类呢?Android为我们从ClassLoader派生出了两个类:DexClassLoader和PathClassLoader。其中需要特别说明的是PathClassLoader中一段被注释掉的代码:

 

 

/**//* --this doesn't work in current version of Dalvik--

 

    if (data != null) {

 

        System.out.println("--- Found class " + name

 

            + " in zip[" + i + "] '" + mZips[i].getName() + "'");

 

        int dotIndex = name.lastIndexOf('.');

 

        if (dotIndex != -1) {

 

            String packageName = name.substring(0, dotIndex);

 

            synchronized (this) {

 

                Package packageObj = getPackage(packageName);

 

                if (packageObj == null) {

 

                    definePackage(packageName, null, null,

 

                            null, null, null, null, null);

 

                }

 

            }

 

        }

 

 

 

        return defineClass(name, data, 0, data.length);

 

    }

 

*/

 

 

 

       这从另一方面佐证了defineClass函数在Dalvik虚拟机里确实是被阉割了。而在这两个继承自ClassLoader的类加载器,本质上是重载了ClassLoader的findClass方法。在执行loadClass时,我们可以参看ClassLoader部分源码:

 

 

protected Class<?> loadClass(String className, boolean resolve)

 

throws ClassNotFoundException {

 

Class<?> clazz = findLoadedClass(className);

 

 

 

    if (clazz == null) {

 

        try {

 

            clazz = parent.loadClass(className, false);

 

        } catch (ClassNotFoundException e) {

 

            // Don't want to see this.

 

        }

 

 

 

        if (clazz == null) {

 

            clazz = findClass(className);

 

        }

 

    }

 

 

 

    return clazz;

 

}

 

       因此DexClassLoader和PathClassLoader都属于符合双亲委派模型的类加载器(因为它们没有重载loadClass方法)。也就是说,它们在加载一个类之前,回去检查自己以及自己以上的类加载器是否已经加载了这个类。如果已经加载过了,就会直接将之返回,而不会重复加载。

 

       DexClassLoader和PathClassLoader其实都是通过DexFile这个类来实现类加载的。这里需要顺便提一下的是,Dalvik虚拟机识别的是dex文件,而不是class文件。因此,我们供类加载的文件也只能是dex文件,或者包含有dex文件的.apk或.jar文件。

 

        也许有人想到,既然DexFile可以直接加载类,那么我们为什么还要使用ClassLoader的子类呢?DexFile在加载类时,具体是调用成员方法loadClass或者loadClassBinaryName。其中loadClassBinaryName需要将包含包名的类名中的”.”转换为”/”。

补充:移动开发 , Android ,
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