Java 自定义类加载器

标签：Java name 自定义 SayHello java class 加载

1. 系统类加载器

系统提供的类加载器有如下三种：启动类加载器，扩展类加载器，引用程序类加载器。

1.1 启动类加载器

启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）负责将存放在 <JRE_HOME>\lib 目录中的，或者被 -Xbootclasspath 参数所指定的路径中的，并且是虚拟机识别的（仅按照文件名识别，如 rt.jar，名字不符合的类库即使放在 lib 目录中也不会被加载）类库加载到虚拟机内存中。启动类加载器无法被 Java 程序直接引用，用户在编写自定义类加载器时，如果需要把加载请求委派给启动类加载器，直接使用 null 代替即可。

1.2 扩展类加载器

扩展类加载器（Extension CLassLoader）是由 sun.misc.Launcher$ExtCLassLoader 实现，它负责将 <JAVA_HOME>\lib\ext 或者被 java.ext.dirs 系统变量所指定路径中的所有类库加载。

1.3 应用程序类加载器

应用程序类加载器（Application ClassLoader）由 AppClassLoader (sun.misc.Launcher$AppClassLoader）实现的。由于这个类加载器是 ClassLoader 中的 getSystemClassLoader() 方法的返回值，因此一般称为系统类加载器。它负责加载用户类路径（ClassPath）上所指定的类库，开发者可以直接使用这个类加载器，如果应用程序中没有自定义过自己的类加载器，一般情况下这个就是程序中默认的类加载器。

2. 自定义类加载器

2.1 双亲委派模型

双亲委派模型的要求除了顶层的启动类加载器外，其它的类加载器都要有自己的父类加载器。这里的父子关系一般通过组合关系（Composition）来复用父加载器，而不是继承关系（Inheritance）。

双亲委派模型的工作过程：一个类加载器首先将类加载器转发到父类加载器，父类加载器无法处理无法完成时才尝试自己加载。

Java 自定义类加载器_java

2.2 自定义类加载器实例

重写 java.lang.classLoader 。

classLoader 的 loadclass 源码如下所示，首先，检查是否已经加载，否则调用父类加载器，如果还是加载不到，则使用 findclass 方法去查询字节码：

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
        throws ClassNotFoundException
    {
        synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
            // 首先，检查是否已经加载
            Class<?> c = findLoadedClass(name);
            if (c == null) {
                long t0 = System.nanoTime();
                try {
                    if (parent != null) {
                        // 调用父类加载器
                        c = parent.loadClass(name, false);
                    } else {
                        c = findBootstrapClassOrNull(name);
                    }
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                    // ClassNotFoundException thrown if class not found
                    // from the non-null parent class loader
                }

                if (c == null) {
                    // 如果还是加载不到，则使用 findclass 方法去查询字节码
                    long t1 = System.nanoTime();
                    c = findClass(name);

                    // this is the defining class loader; record the stats
                    sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
                }
            }
            if (resolve) {
                resolveClass(c);
            }
            return c;
        }
    }

所以我们继承 classLoader 并重写 findclass 方法即可自定义类加载器。

工程目录如下所示：

Java 自定义类加载器_类加载器_02

自定义类加载类 MyClassLoaderStudy.java 如下所示，继承 classLoader 并重写 findclass 方法：

package classloader;

import java.io.*;
import java.lang.reflect.Method;
import java.nio.file.Files;
import java.nio.file.Paths;

public class MyClassLoaderStudy extends ClassLoader {

    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        System.out.println("执行 findClass方法");

        String cname = "F:\\SayHello.class";
        System.out.println(cname);
        byte[] classBytes = new byte[0];
        try {
            classBytes = Files.readAllBytes(Paths.get(cname));
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        Class<?> cl = defineClass(name, classBytes, 0, classBytes.length);
        if (cl == null) {
            throw new ClassNotFoundException(name);
        }
        return cl;
    }

    public static void main(String[] args) {
        try {
            ClassLoader loader = new MyClassLoaderStudy();
            // 调用loadClass加载classloader.SayHello类
            // 无法加载到该类，因此会调用findClass方法
            Class<?> c = loader.loadClass("classloader.SayHello");
            Object object = c.getConstructor().newInstance();
            Method m = c.getMethod("show");
            m.invoke(object);
        } catch (Throwable e) {
            System.out.println(e);
        }
    }
}

SayHello.java 如下所示：

package classloader;

public class SayHello {
    public SayHello() {

    }

    public void show() {
        System.out.print("Hello World");
    }
}

运行 MyClassLoaderStudy 中的 main 方法，因为加载到了 SayHello 类。

Java 自定义类加载器_java_03