一、背景
之前在搞Android產物字節(jié)碼分析時發(fā)現的一個問題，這和一個老生常談的定論：“Java訪問常量不會觸發(fā)類加載”有密切關系，估計大家會感興趣，因此寫下來給大家分享下。
二、結論先行
在Android上，訪問一個常量（符號引用）也會觸發(fā)類加載
這和Android具體的代碼場景有關系，感興趣可以接著往下看～
三、問題分析
3.1 工具利器
推薦工具 010 Editor，它內置了很多種二進制文件的結構模版，可以幫助我們快速查看一些二進制文件的內容，例如二進制xml、dex、arsc文件等。
~/.config/SweetScape/010 Editor.ini，如果010editor過了30天試用期，可以刪除這個文件來清除記錄，即可接著使用。
推薦工具 python struct，直接import struct就行?？梢詭椭覀儼凑兆止?jié)快速解析數據，例如：
struct.unpack('<HHI', f.read(8))
含義：讀取后8個字節(jié)的數據，<代表按照小端序讀取，unpack的結果是一個數組，HHI代表前兩個元素為short，第三個元素為int，分別對應2、2、4個字節(jié)的數據。
3.2 知識儲備
3.2.1 dex的部分格式
dex最上層結構還是比較清晰的：
[圖片上傳失敗...(image-529efb-1683790977467)]
我們需要關注其中的：
dex_string_ids dex字符串常量池
dex_type_ids dex中所有的類名描述
dex_field_ids dex中所有的字段描述，舉個例子
[圖片上傳失敗...(image-f9cc98-1683790977467)]
class_idx指的是它所在的類名索引（從dex_type_ids中查找），type_idx指的是類型名稱（從dex_type_ids中查找），name_idx指的是字段名索引（從dex_string_ids中查找）
- dex_class_defs dex中所有類的描述，舉個例子：
[圖片上傳失敗...(image-6717c5-1683790977467)]
class_data指的是類里面的所有信息，其中中包含了數據static_fields，指的是類中所有的static字段的數據：
[圖片上傳失敗...(image-bc1ec0-1683790977467)]
其中 field_idx_diff指的是這個字段在字段表里面的索引，access_flags指的是字段的修飾符，包括private、public、static等等
底部的static_values指的是static final常量的值，它和上面的class_data.static_fields中前面幾位static final常量是一一對應（按照順序對應）的：
[圖片上傳失敗...(image-5b6239-1683790977467)]
因為static變量是在類的<clinit>方法中進行賦值的，所以只有常量在static_values里面有值
由上可知：在dex中，static和static final字段儲存位置是一樣的，僅修飾符不一樣
3.2.2 訪問static字段的指令
這個拿實際的例子比較好說明：
// 訪問一個static 變量/常量
R.string.dialog_loading_title
它對應的字節(jié)碼指令：
[圖片上傳失敗...(image-fe40c7-1683790977467)]
0160 03f3
忽略01，關鍵是 60 03f3：
60 代表指令 sget，含義是獲取一個static字段
03f3 代表字段的索引，十進制為1011，在對應的字段表中為：
[圖片上傳失敗...(image-165a40-1683790977467)]
通過03f3能從字段表中讀取該字段，能獲取到class_idx類索引，可以拿到類的名稱。也就是通過 60 03f字節(jié)碼只能查詢到R.string.dialog_loading_title符號引用，但無法查詢到對應的值。
結合3.2.1的信息，其實已經能猜出來，訪問常量同樣會觸發(fā)類加載。因為訪問static字段的指令都是sget，訪問static變量肯定會觸發(fā)類加載，那訪問常量也是同樣的道理。
3.2.3 指令解析的部分源碼
這里直接貼出sget指令解析的源碼地址
經過一系列的源碼追蹤，能找到最終解析 sget 后面的字段的地方：
[圖片上傳失敗...(image-3dcca1-1683790977467)]
該函數中調用了ResolveType ，參數傳入了class_idx，這和3.2.1節(jié)的內容呼應。接著追蹤：
[圖片上傳失敗...(image-30c3ed-1683790977467)]
其實到這一步已有有答案了，FindClass接著就會去加載一個class 。
不過相信大家還是對哪里使用的static_values感興趣，接著看：
在一個class初始化的時候：
[圖片上傳失敗...(image-b0249d-1683790977467)]
這里也是和3.2.1節(jié)內容呼應，初始化一個class時會去獲取它在dex中的定義 ClassDef
截圖是在初始化class的static字段，而對static final的賦值請見EncodedStaticFieldValueIterator
[圖片上傳失敗...(image-15eb1b-1683790977467)]
[圖片上傳失敗...(image-10ad5e-1683790977466)]
這里的static_value_off_和3.2.1中的static_values對應，代表著常量的值
3.2.4 javac的內聯(lián)優(yōu)化
在訪問一個常量時，javac總是會幫我們把常量的符號引用變成對值的直接引用，所以從這個角度說，訪問一個常量確實不會觸發(fā)類加載。例子：
class A {
public static final NAME = "abc";
}
// 編譯前
String localName = A.NAME;
// 編譯后
String localName = “abc”
但凡事都有意外，什么情況下常量不會被優(yōu)化呢？拿個實際的場景舉例子：
在Android的一個普通模塊中定義了新的資源，例如R.string.name這種的，這個模塊在編譯之后會產生R.jar，例如截圖：（class反編譯之后的）
[圖片上傳失敗...(image-91d617-1683790977466)]
這里的屬性全是static變量，而javac對不會對static變量做內聯(lián)優(yōu)化。也就是說仍然存在著R.xxx.xxx的各種符號引用，比如這種的：（class的圖形化展示 R.attr.submodule_a）
[圖片上傳失敗...(image-bc3e89-1683790977466)]
這個模塊的class文件會參與到App的編譯，但無需再走javac。App編譯時會對R.xx.xx賦值（注意上面截圖中屬性值都還是0）并將修飾符改為常量，例如產物：(App的最終產物dex中的R$string)
[圖片上傳失敗...(image-900c49-1683790977466)]
所以，在最終的代碼中就存在“對一個常量的符號引用”的情況
上述僅發(fā)生在debug包中，打release包時還會對常量的符號引用進行內聯(lián)
3.3 本地驗證
上面從理論上說通了訪問一個常量是可能造成類加載的。現在來進行本地驗證：
我這里就拿3.2.4中的普通模塊的R場景進行測試了，測試關鍵代碼如下：
[圖片上傳失敗...(image-cf32e1-1683790977466)]
[圖片上傳失敗...(image-a3ab02-1683790977466)]
日志結果：
[圖片上傳失敗...(image-d4efcf-1683790977466)]
符合預期，訪問常量（符號引用）確實造成了類加載！
注意：實驗只能在自定義ClassLoader（插件化）的情況下測試，因為對于宿主源碼的ClassLoader是PathClassLoader。PathClassLoader在調用findLoadedClass時就會“偷摸”著把class加載了，會導致rIsLoaded方法第一次訪問時就直接返回true了。
