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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