只需一篇就让你详细了解 Java 中 so 文件的加载原理 _Java

/ 前言 /

无论是 Android 开发者还是 JAVA 工程师应该都有使用过 JNI 开发，但对于 JVM 如何加载 so、Android 系统如何加载 so，可能鲜有时间了解。

本文通过代码、流程解释，带大家快速了解其加载原理，扫清困惑。

/ System#load() + loadLibrary() /

load()

System 提供的 load() 用于指定 so 的完整的路径名且带文件后缀并加载，等同于调用 Runtime 类提供的 load() 。

If the filename argument, when stripped of any platform-specific library prefix, path, and file extension, indicates a library whose name is, for example, L, and a native library called L is statically linked with the VM, then the JNI_OnLoad_L function exported by the library is invoked rather than attempting to load a dynamic library.

Eg.

System.load("/sdcard/path/libA.so")
步骤简述：

通过 Reflection 获取调用来源的 Class 实例
接着调用 Runtime 的 load0() 实现

load0() 首先获取系统的 SecurityManager 。当 SecurityManager 存在的话检查目标 so 文件的访问权限，权限不足的话打印拒绝信息、抛出 SecurityException ，如果 name 参数为空，抛出 NullPointerException 。如果 so 文件名非绝对路径的话，并不支持，并抛出 UnsatisfiedLinkError，message 为：

Expecting an absolute path of the library: xxx

针对 so 文件的权限检查和名称检查均通过的话，继续调用 ClassLoader 的 loadLibrary() 实现，需要留意的是绝对路径参数为 true 。

// java/lang/System.javapublic static void load(String filename) {Runtime.getRuntime().load0(Reflection.getCallerClass(), filename);}// java/lang/Runtime.javasynchronized void load0(Class<?> fromClass, String filename) {SecurityManager security = System.getSecurityManager();if (security != null) {security.checkLink(filename);}if (!(new File(filename).isAbsolute())) {throw new UnsatisfiedLinkError("Expecting an absolute path of the library: " + filename);}ClassLoader.loadLibrary(fromClass, filename, true);}

loadLibrary()

System 类提供的 loadLibrary() 用于指定 so 的名称并加载，等同于调用 Runtime 类提供的 loadLibrary() 。在 Android 平台系统会自动去系统目录（/system/lib64/）、应用 lib 目录（/data/App/xxx/lib64/）下去找 libname 参数拼接了 lib 前缀的库文件。

The libname argument must not contain any platform specific prefix, file extension or path.
If a native library called libname is statically linked with the VM, then the JNI_OnLoad_libname function exported by the library is invoked.

Eg.

System.loadLibrary("A")
步骤简述：

同样通过 Reflection 获取调用来源的 Class 实例
接着调用 Runtime 的 loadLibrary0() 实现

loadLibrary0() 首先获取系统的 SecurityManager，并检查目标 so 文件的访问权限。权限不足或文件名为空的话和上面一样抛出 Exception 。确保 so 名称不包含 /，反之抛出 UnsatisfiedLinkError，message 为：

Directory separator should not appear in library name: xxx

检查通过后，同样调用 ClassLoader 的 loadLibrary() 实现继续下一步，只不过绝对路径参数为 false 。

// java/lang/System.javapublic static void loadLibrary(String libname) {Runtime.getRuntime().loadLibrary0(Reflection.getCallerClass(), libname);}// java/lang/Runtime.javasynchronized void loadLibrary0(Class<?> fromClass, String libname) {SecurityManager security = System.getSecurityManager();if (security != null) {security.checkLink(libname);}if (libname.indexOf((int)File.separatorChar) != -1) {throw new UnsatisfiedLinkError("Directory separator should not appear in library name: " + libname);}ClassLoader.loadLibrary(fromClass, libname, false);}

/ ClassLoader#loadLibrary() /

上面的调用栈可以看到无论是 load() 还是 loadLibrary() 最终都是调用 ClassLoader 的 loadLibrary()，主要区别在于 name 参数是 lib 完整路径、还是 lib 名称，以及是否是绝对路径参数。

1.首先通过 getClassLoader() 获得加载源所属的 ClassLoader 实例

2.确保存放 libraries 路径的字符串数组 sys_paths 不为空。尚且为空的话，调用 initializePath("java.library.path") 先初始化 usr 路径字符串数组，再调用 initializePath("sun.boot.library.path") 初始化 system 路径字符串数组。initializePath() 具体见下章节。