一、什么是ClassLoader？

ClassLoader是负责把.class文件加载到JVM中的类。

二、什么是双亲委派机制？

所谓的双亲委派机制来源于ClassLoader的loadClass方法，省略无关代码后的大致流程：

    protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) {
        Class<?> c = findLoadedClass(name);
        if (c == null) {
            if (parent != null) {
                c = parent.loadClass(name, false);
            }
            if (c == null) {
                c = findClass(name);
            }
        }
        return c;
    }

也就是说，类加载器加载类的时候，如果该类还没有被加载过，那么会先让父加载器即parent加载这个类；如果父加载器没有找到类的话，才调用当前类加载器的findClass方法加载类。所谓的双亲委派机制就是如此，会优先使用更高级别的类加载器来加载类。只有当父加载器没有加载的类，才由当前加载器加载。这样可以保证安全性，防止系统类被伪造。
对于Java程序来讲，一般的类是由AppClassLoader来加载的，而系统类则是由BootStrapClassLoader加载的。由于BootStrapClassLoader是在native层实现的，所以调用系统类的getClassLoader()方法会返回null。

注意到这里的“双亲”，指的并不是有两个父加载器，可能仅仅是英文“parent”的翻译。每个ClassLoader最多有一个父加载器，也就是parent变量。“双亲委派机制”指的就是优先让父加载器加载类，如果父加载器没有成功加载到类，才由本ClassLoader加载。

三、自定义ClassLoader

ClassLoader是一个抽象类。创建一个继承自ClassLoader的类，并重写findClass方法实现类的加载，即可完成自定义ClassLoader。

public class MyClassLoader extends ClassLoader {
    private String dirPath;

    @Override
    public String getName() {
        return "MyClassLoader";
    }

    public MyClassLoader(String dirPath) {
        if (!dirPath.endsWith("/") && !dirPath.endsWith("\\")) {
            dirPath += "/";
        }
        this.dirPath = dirPath;
    }

    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        String filePath = dirPath + name.replace('.', '/') + ".class";
        byte[] b;
        Path path;
        try {
            path = Paths.get(new URI(filePath));
            b = Files.readAllBytes(path);
            // defineClass将字节数组转换成Class对象
            return defineClass(name, b, 0, b.length);
        } catch (IOException | URISyntaxException e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }
}

四、Java类加载流程

来自：https://www.jianshu.com/p/cc66138d72b1

一般来说，我们把 Java 的类加载过程分为三个主要步骤：加载，连接，初始化，具体行为在 Java 虚拟机规范里有非常详细的定义。

首先是加载过程（Loading），它是 Java 将字节码数据从不同的数据源读取到 JVM 中，并映射为 JVM 认可的数据结构（Class 对象），这里的数据源可能是各种各样的形态，比如 jar 文件，class 文件，甚至是网络数据源等；如果输入数据不是 ClassFile 的结构，则会抛出 ClassFormatError。加载阶段是用户参与的阶段，我们可以自定义类加载器，去实现自己的类加载过程。

第二阶段是连接（Linking），这是核心的步骤，简单说是把原始的类定义信息平滑地转入 JVM 运行的过程中。这里可进一步细分成三个步骤：1，验证（Verification），这是虚拟机安全的重要保障，JVM 需要核验字节信息是符合 Java 虚拟机规范的，否则就被认为是 VerifyError，这样就防止了恶意信息或者不合规信息危害 JVM 的运行，验证阶段有可能触发更多 class 的加载。2，准备（Pereparation），创建类或者接口中的静态变量，并初始化静态变量的初始值。但这里的“初始化”和下面的显示初始化阶段是有区别的，侧重点在于分配所需要的内存空间，不会去执行更进一步的 JVM 指令。3，解析（Resolution），在这一步会将常量池中的符号引用（symbolic reference）替换为直接引用。在 Java 虚拟机规范中，详细介绍了类，接口，方法和字段等各方面的解析。

最后是初始化阶段（initialization），这一步真正去执行类初始化的代码逻辑，包括静态字段赋值的动作，以及执行类定义中的静态初始化块内的逻辑，编译器在编译阶段就会把这部分逻辑整理好，父类型的初始化逻辑优先于当前类型的逻辑。再来谈谈双亲委派模型，简单说就是当加载器（Class-Loader）试图加载某个类型的时候，除非父类加载器找不到相应类型，否则尽量将这个任务代理给当前加载器的父加载器去做。使用委派模型的目的是避免重复加载 Java 类型。

五、Android中的类加载

Android提供了了两种ClassLoader，DexClassLoader和PathClassLoader，其中用的比较多的是DexClassLoader。

DexClassLoader支持.dex/.apk/.jar文件的加载，加载成功之后便可以使用这个类加载器加载想要的类了。

    DexClassLoader dexClassLoader = new DexClassLoader(dexPath, optDir, null, getClass().getClassLoader());
    Class<?> targetClass = dexClassLoader.loadClass("top.littlefogcat.TargetClass");

同时，DexClassLoader在查找类的时候，是通过其内部的DexPathList进行查找的。而DexPathList又是通过遍历其内部的dexElements数组来实现的查找类。

有一种热修复技术正是利用了DexClassLoader的加载机制，将需要替换的类添加到dexElements的前面，这样系统会使用先找到的修复过的类。——《Android插件化技术——原理篇》

在查看源码的时候可以看到这样有趣的注释：

basedexclassloader.java

dexElements应该把名字改成pathElements的，但是因为Facebook App使用反射修改了这个变量，所以我们没有办法只能使用dexElements这个变量名。

参考资料：
Android动态加载之ClassLoader详解
Android动态加载入门 简单加载模式
BaseDexClassLoader源码
Android插件化技术——原理篇