Android加载Class的思考

做的一个项目需要用到串口通讯，而android恰恰有现成的串口通讯服务，但是相关的接口类都被隐藏起来了，不能被用户APP直接使用。那么如何使用呢？

首先假设相关接口没有被隐藏，使用起来很简单

1.得到SerialManager实例

SerialManager serialManager = (SerialManager) context.getSystemService("serial");

2.取到可用的端口

String[] ports = serialManager.getSerialPorts();

if (ports != null && ports.length > 0) {
   String portName = ports[0];
}

3.打开

SerialPort serialPort = serialManager.openSerialPort(portName, SPEED);

4.读写

ByteBuffer inputBuffer;
int ret = serialPort.read(inputBuffer);

private void writeBuffer(byte[] sendData) throws IOException {
   outputBuffer.clear();
   outputBuffer.put(sendData);
   serialPort.write(outputBuffer, sendData.length);
}

（注：要使用串口，还需要定制系统，修改系统源码，将串口服务的权限打开，否则一般的app无权使用。）

上面的使用步骤非常简单，也符合我们的需求，但是 SerialManager、SerialPort这两个类在android.jar里面没有，因为它们是隐藏类。

如果我们想使用隐藏类，怎么办？

两种方法：

1.打开系统源码，将SerialManager.java、SerialPort.java及它们引用到的其它隐藏类的源码拷到我们的项目工程中，包括包名。

2.使用反射机制(简单例举一下)

//得到系统的SerialManager实例
Object serialManager = context.getSystemService("serial");
try {
   //反射得到SerialManager实例的getSerialPorts方法
   Method methodGetSerialPorts = serialManager.getClass().getMethod("getSerialPorts");
   //执行SerialManager实例的getSerialPorts方法
   String[] ports = (String[])methodGetSerialPorts.invoke(serialManager);

   if (ports != null && ports.length > 0) {
      String portName = ports[0];
      //反射得到SerialManager实例的openSerialPort方法
      Method methodOpenSerialPort = serialManager.getClass().getMethod("openSerialPort",String.class,int.class);

      //执行SerialManager实例的openSerialPort方法，得到SerialPort对象实例
      Object serialPort = methodOpenSerialPort.invoke(serialManager,portName,115200);

      //反射得到SerialPort实例的write方法
      Method methodWrite = serialPort.getClass().getMethod("write",ByteBuffer.class,int.class);

      //发送数据，收数据与此类似
      ByteBuffer outputBuffer = ByteBuffer.allocate(1024);
      byte[] sendData = new byte[]{0x00};
      outputBuffer.put(sendData);
      methodWrite.invoke(serialPort,outputBuffer,sendData.length);
   }


} catch (NoSuchMethodException e) {
   e.printStackTrace();
} catch (InvocationTargetException e) {
   e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
   e.printStackTrace();
}

我们使用的是第一种方法，因为能直接使用类，效率高且比反射方便。

将系统已有的类直接拷过来使用，肯定会有人疑问:系统里已经存在这样的类，app中再创建相同的类，会不会有问题。APP运行时到底调用的是哪个class，是APP中拷贝的这个还是系统本来有的那个?

这样就引入了本篇的主题：android如何加载class的。

其实凭直觉，这样的方式是安全的，没有问题，APP运行时应该调用的是系统里的class。原因很简单，如果运行的是APP里这份class，那么APP谁敢用，我们把源码里的一些类拿过来改改，加些小动作，加到APP里，替代系统的class，这样不是把系统的逻辑都改变了，想想不可能。

究其因，需要了解Android Dalvik/ART虚拟机的类加载机制，而加载Class的是ClassLoader。

java代码被编译成class文件，然后程序运行在虚拟机上时，虚拟机会把需要的Class加载进来。

Android系统一启动，会创建一个Boot类型的ClassLoader实例，用于加载系统Framework层级需要的类，APP启动的时把这个Boot类型的ClassLoader传进来，使APP可以使用Framework里的类，这也是为什么打包成apk时，不需要将android.jar包打进来的原因。

APP里自定义的类以Class形式保存在apk里的dex文件中，当APP启动的时候，会创建一个PathClassLoader实例，用于加载dex文件中的Class。同时ClassLoader是一种双亲代理模型，即创建一个ClassLoader实例的时候，需要使用一个现有的ClassLoader实例作为新创建的实例的Parent，所以加载dex的PathClassLoader实例其Parent是系统创建的Boot类型的ClassLoader实例。

一般至少有这两个ClassLoader，我们还可以自定义ClassLoader。

ClassLoader实例加载Class时遵循的规则是：

1.如果当前ClassLoader实例加载过此类，返回当前加载的Class，没有则执行第2步；

2.如果Parent加载过此类，有直接返回Parent加载的Class，没有则往上找，继续执行第2步，直到没有Parent，再执行第3步；

3.如果继承路线上的ClassLoader都没有加载，由Child执行类的加载工作。

了解了这个加载规则，前面问题答案就非常清楚了。我们拷贝过来的系统类，在我们的IDE中只是帮助进行顺利编译工程而已，真正APP执行时，是调用系统已经加载好了的Class。

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