什么是类加载机制？
Java虚拟机将编译后的.class文件加载到内存中，进行校验、转换、解析和初始化，到最终的使用，这就是类的加载机制。类的加载时机并未有明确的规定，但是类明确了类的初始化时机。
类的加载机制大致分为五个过程：加载、验证、准备、解析、初始化。
通过ClassLoader加载一个Class对象到内存中。具体过程：
通过全限定名获取此类的二进制字节流(.class文件)，至于二进制字节流在哪里获取并没有限制，可以从jar、apk、zip、数据库、网络、自己运行生成都可以。
在内存中生成一个代表此类的java.lang.Class对象，并作为方法区这个类的访问入口。这个Class对象并没有规定放在Java堆中，有些虚拟机将它放在方法区中。
验证加载后的类是否符合.Class文件结构，类数据是否符合虚拟机的要求，确保不会危害虚拟机的安全。具体过程如下：
文件格式验证：验证二机制字节流是否符合.class的文件格式，并且验证该.class文件是否在虚拟机的处理范围内，文件格式验证合格后才将二进制的数据存放在内存的方法区中。
元数据验证：主要是对该类的元数据信息进行语义检查，保证不存在不符合 Java 语义规范的元数据信息。
字节码验证：主要对类的方法体进行验证，确保类的方法不会做出危害虚拟机的行为
符号引用验证：对类本身饮用其他类型的验证，包括对全限定名是否能找到对应的类，是否能找到对应的类的方法和字段，访问性是否合适。
对于类变量(static修饰)为其分配内存，并赋值初始值(如0，false)。
对于常量(final修饰)为其赋值设置的数值。
将类符号引用转换成直接引用。
给类变量(static)赋值，并执行static{}方法。这里的触发执行的方法是类构造器中。
类构造器是编译器自己生成的，它会按类的顺序的收集类变量和静态代码块，如果一个类中没有类变量也没有静态代码块将没有类构造器。它和实例构造器是不同。
父类的构造器将优先于子类的构造器执行。子接口的构造器不需要调用父类的类构造器。
静态代码块可以访问出现在它前面的静态变量，但不能访问后面的静态变量，只可以赋值。
类初始化的时机：
new一个对象的时候；获取和设置static的变量和方法的时候；
使用 java.lang.reflect 包对方法进行反射调用的时候。
当一个类的父类没被初始化时，会优先初始化父类。
当虚拟机启动时，需要指定一个要执行的主类时候。
当使用 JDK 1.7 的动态语言支持时，如果一个 java.lang.invoke.MethodHandle 实例最后的解析结果 REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invodeStatic 的方法句柄，并且这个方法句柄所对应的类没有进行过初始化，则需要先触发其初始化。
这里的ClassLoader是安卓的类加载器，不是Java的加载器，这是有区分的，比如Java的类加载器加载的是jar里面的.class文件的集合，而安卓则是将.class文件的集合全部写入到一个dex文件中，删除一些重复的代码，以此来提高性能。
Android的类加载器类型也可以分为两种：
系统类加载器
自定义类加载器
无论哪种加载器，它们都要继承ClassLoader这个抽象父类。其中系统类加载器主要有：BootClassLoader、PathClassLoader、DexClassLoader
(1) BootClassLoader
classBootClassLoaderextendsClassLoader{privatestaticBootClassLoader instance;@FindBugsSuppressWarnings("DP_CREATE_CLASSLOADER_INSIDE_DO_PRIVILEGED")publicstaticsynchronized BootClassLoadergetInstance(){if(instance==null){instance=newBootClassLoader();}returninstance;}...}
BootClassLoader继承于ClassLoader，它是一个没有父加载器的加载器，它在Zygote进程启动的时候，BootClassLoader加载器将会被创建，用它加载一些预加载类，方便以后fork进程时复用资源。同时它也是ClassLoader的内部类。
(2) PathClassLoader
publicclassPathClassLoaderextendsBaseDexClassLoader{/**
* @param dexPath : Dex相关文件的路径
* @param parent ： 父加载器
*/publicPathClassLoader(String dexPath,ClassLoader parent){super(dexPath,null,null,parent);}/**
* @param dexPath: Dex相关文件的路径
* @param librarySearchPath：包含C/C++库的路径集合
* @param parent ： 父加载器
*/publicPathClassLoader(String dexPath,String librarySearchPath,ClassLoader parent){super(dexPath,null,librarySearchPath,parent);}...}
PathClassLoader继承BseDexClassLoader，同时BaseDexClassLoader继承ClassLoader。 PathClassLoader的创建在system_server进程中，PathClassLoader类加载器通常加载已经安装的apk的dex文件。 PathClassLoader类加载器默认的解压的dex文件的存储路径是:/data/dalvik_cache路径中。 如下是创建的时机：
publicclassZygoteInit{// 创建完system_server进程后，会执行此方法privatestaticRunnablehandleSystemServerProcess(ZygoteArguments parsedArgs){if(systemServerClasspath!=null){//...}else{ClassLoader cl=null;// 创建PathClassLoader加载器if(systemServerClasspath!=null){cl=createPathClassLoader(systemServerClasspath,parsedArgs.mTargetSdkVersion);}}}staticClassLoadercreatePathClassLoader(String classPath,int targetSdkVersion){String libraryPath=System.getProperty("java.library.path");// 父加载器是BootClassLoaderClassLoader parent=ClassLoader.getSystemClassLoader().getParent();// 创建工厂模式创建PathClassLoaderreturnClassLoaderFactory.createClassLoader(classPath,libraryPath,libraryPath,parent,targetSdkVersion,true/* isNamespaceShared */,null/* classLoaderName */);}}publicabstractclassClassLoader{publicstaticClassLoadergetSystemClassLoader(){returnSystemClassLoader.loader;}staticprivateclassSystemClassLoader{publicstaticClassLoader loader=ClassLoader.createSystemClassLoader();}privatestaticClassLoadercreateSystemClassLoader(){String classPath=System.getProperty("java.class.path",".");String librarySearchPath=System.getProperty("java.library.path","");// 父加载器是BootClassLoaderreturnnewPathClassLoader(classPath,librarySearchPath,BootClassLoader.getInstance());}}
可见PathClassLoader的父加载器是BootClassLoader。
(3) DexClassLoader
publicclassDexClassLoaderextendsBaseDexClassLoader{/**
*
* @param dexPath : Dex相关文件的路径
* @param optimizedDirectory: 解压的dex的存储路径
* @param librarySearchPath：包含C/C++库的路径集合
* @param parent ： 父加载器
*/publicDexClassLoader(String dexPath,String optimizedDirectory,String librarySearchPath,ClassLoader parent){super(dexPath,null,librarySearchPath,parent);}}
DexClassLoader也是继承BaseDexClassLoader，相比PathClassLoader则是可以定义解压dex的存储路径。
除了BootClassLoader、PathClassLoader、DexClassLoader这三个类加载器外还有,InMemoryDexClassLoader:用于加载内存的dex;SecureClassLoader:权限检查的ClassLoader;URLClassLoader:URL的ClassLoade。
Android中所有的类加载器都继承于ClassLoader抽象类，这个类的loadClass()方法同样实现了双亲委托机制。
(1) 双亲委托机制
publicabstractclassClassLoader{/**
* 双亲委托机制
*/protectedClass<?>loadClass(String name,boolean resolve)throws ClassNotFoundException{// 1. 先检查class是否已经加载过Class<?>c=findLoadedClass(name);if(c==null){// 没有加载过try{if(parent!=null){// 先给父ClassLoader加载Classc=parent.loadClass(name,false);}else{// 调用BootClassLoader加载Classc=findBootstrapClassOrNull(name);}}catch(ClassNotFoundException e){// ClassNotFoundException thrown if class not found// from the non-null parent class loader}if(c==null){// 父的ClassLoader都没有加载class，则调用findClass()给此ClassLoader加载c=findClass(name);}}returnc;}protectedClass<?>findClass(String name)throws ClassNotFoundException{thrownewClassNotFoundException(name);}}
ClassLoader的loadClass()方法定义了加载器加载类的过程：
如果class文件已经加载过，则从缓存中找。否则给递归给父加载器的loadClass()方法查找class文件
如果父加载器没找到，则调用自己的findClass(name)方法开始找class文件。 这种设计避免了一些核心类的加载被用户自定义复写，导致功能不同。
那这个findClass()方法在ClassLoader中是一个空实现，它让给你子类去实现这个查找的过程。那这里以BaseDexClassLoader为例，看findClass()是如何查找class文件的：
publicclassBaseDexClassLoaderextendsClassLoader{privatefinal DexPathList pathList;publicBaseDexClassLoader(String dexPath,String librarySearchPath,ClassLoader parent,ClassLoader[]sharedLibraryLoaders,boolean isTrusted){super(parent);this.sharedLibraryLoaders=sharedLibraryLoaders==null?null:Arrays.copyOf(sharedLibraryLoaders,sharedLibraryLoaders.length);this.pathList=newDexPathList(this,dexPath,librarySearchPath,null,isTrusted);reportClassLoaderChain();}@OverrideprotectedClass<?>findClass(String name)throws ClassNotFoundException{// 调用DexPathList.findClass方法查找classClass c=pathList.findClass(name,suppressedExceptions);if(c==null){ClassNotFoundException cnfe=newClassNotFoundException("Didn't find class \""+name+"\" on path: "+pathList);for(Throwable t:suppressedExceptions){cnfe.addSuppressed(t);}throwcnfe;}returnc;}}
调用DexPathList.findClass()方法去查找class文件:
publicfinalclassDexPathList{privateElement[]dexElements;DexPathList(ClassLoader definingContext,String dexPath,String librarySearchPath,File optimizedDirectory,boolean isTrusted){this.dexElements=makeDexElements(splitDexPath(dexPath),optimizedDirectory,suppressedExceptions,definingContext,isTrusted);}publicClass<?>findClass(String name,List<Throwable>suppressed){// 遍历Element数组去查询for(Element element:dexElements){Class<?>clazz=element.findClass(name,definingContext,suppressed);if(clazz!=null){returnclazz;}}if(dexElementsSuppressedExceptions!=null){suppressed.addAll(Arrays.asList(dexElementsSuppressedExceptions));}returnnull;}}/*package*/staticclassElement{@UnsupportedAppUsageprivatefinal File path;privatefinal Boolean pathIsDirectory;@UnsupportedAppUsageprivatefinal DexFile dexFile;privateClassPathURLStreamHandler urlHandler;privateboolean initialized;@UnsupportedAppUsagepublicElement(DexFile dexFile,File dexZipPath){if(dexFile==null&&dexZipPath==null){thrownewNullPointerException("Either dexFile or path must be non-null");}this.dexFile=dexFile;this.path=dexZipPath;this.pathIsDirectory=(path==null)?null:path.isDirectory();}publicClass<?>findClass(String name,ClassLoader definingContext,List<Throwable>suppressed){// 调用DexFile.loadClassBinaryName()方法去查找returndexFile!=null?dexFile.loadClassBinaryName(name,definingContext,suppressed):null;}}publicfinalclassDexFile{publicClassloadClassBinaryName(String name,ClassLoader loader,List<Throwable>suppressed){returndefineClass(name,loader,mCookie,this,suppressed);}privatestaticClassdefineClass(String name,ClassLoader loader,Object cookie,DexFile dexFile,List<Throwable>suppressed){Class result=null;try{result=defineClassNative(name,loader,cookie,dexFile);}...returnresult;}privatestaticnative ClassdefineClassNative(String name,ClassLoader loader,Object cookie,DexFile dexFile)}
DexPathList有一个Element[]数组，每个Element有dex文件路径，通过遍历Element[]数组，调用Element. loadClassBinaryName()方法去查找是否对应的class文件，最后调用defineClassNative()native方法去查找。