黑马程序员——类加载器，黑马程序员加载
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类加载器
一、概述
类加载器（class loader）用来加载 Java 类到 Java 虚拟机中。一般来说，Java 虚拟机使用 Java 类的方式如下：Java 源程序（.java 文件）在经过 Java 编译器编译之后就被转换成 Java 字节代码（.class 文件）。类加载器负责读取 Java 字节代码，并转换成java.lang.Class类的一个实例。每个这样的实例用来表示一个 Java 类。通过此实例的 newInstance()方法就可以创建出该类的一个对象。实际的情况可能更加复杂，比如 Java 字节代码可能是通过工具动态生成的，也可能是通过网络下载的。
Java虚拟机中可以安装多个类加载器，系统默认三个主要类加载器，每个类负责加载特定位置的类：BootStrap、ExtClassLoader、AppClassLoader
类加载器也是Java类，因为其他是java类的类加载器本身也要被类加载器加载，显然必须有第一个类加载器不是java类，这正是BootStrap。
Java虚拟机中的所有类加载器采用具有父子关系的树形结构进行组织，在实例化每个类加载器对象时，需要为其指定一个父级类加载器对象或者默认采用系统类加载器为其父级类加载。
二、java.lang.ClassLoader类介绍
java.lang.ClassLoader类的基本职责就是根据一个指定的类的名称，找到或者生成其对应的字节代码，然后从这些字节代码中定义出一个 Java 类，即 java.lang.Class类的一个实例。除此之外，ClassLoader还负责加载 Java 应用所需的资源，ClassLoader提供了一系列的比较重要的方法。
| 方法 | 说明 |
|---|---|
getParent() |
返回该类加载器的父类加载器。 |
loadClass(String
name) |
加载名称为 name的类，返回的结果是 java.lang.Class类的实例。 |
findClass(String
name) |
查找名称为 name的类，返回的结果是 java.lang.Class类的实例。 |
findLoadedClass(String
name) |
查找名称为 name的已经被加载过的类，返回的结果是 java.lang.Class类的实例。 |
defineClass(String
name, byte[] b, int off, int len) |
把字节数组 b中的内容转换成
Java 类，返回的结果是 java.lang.Class类的实例。这个方法被声明为 final的。 |
resolveClass(Class<?>
c) |
链接指定的 Java 类。 |
三、类加载器之间的父子关系和管辖范围.
Java 中的类加载器大致可以分成两类，一类是系统提供的，另外一类则是由 Java 应用开发人员编写的。系统提供的类加载器主要有下面三个：
- 引导类加载器（bootstrap class loader）：它用来加载 Java 的核心库，是用原生代码来实现的，并不继承自java.lang.ClassLoader。
- 扩展类加载器（extensions class loader）：它用来加载 Java 的扩展库。Java 虚拟机的实现会提供一个扩展库目录。该类加载器在此目录里面查找并加载 Java 类。
- 系统类加载器（system class loader）：它根据 Java 应用的类路径（CLASSPATH）来加载 Java 类。一般来说，Java 应用的类都是由它来完成加载的。可以通过 ClassLoader.getSystemClassLoader()来获取它。
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
System.out.println(ClassLoaderTest.class.getClassLoader().getClass().getName()); //sun.misc.Launcher$AppClassLoader
System.out.println(System.class.getClassLoader()); //null
ClassLoader loader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader();
while(loader!=null){
System.out.println(loader.getClass().getName());
loader = loader.getParent();
}
System.out.println(loader);
}四、类加载器的委托机制
当Java虚拟机要加载一个类时，到底派出哪个类加载器去加载呢？
首先当前线程的类加载器去加载线程中的第一个类。
如果类A中引用了类B，Java虚拟机将使用加载类A的类装载器来加载类B。
还可以直接调用ClassLoader.loadClass()方法来指定某个类加载器去加载某个类。
每个类加载器加载类时，又先委托给其上级类加载器。
当所有祖宗类加载器没有加载到类，回到发起者类加载器，还加载不了，则抛ClassNotFoundException,不是再去找发起者类加载器的儿子，因为没有getChild方法，即使有，那有多个儿子，找哪一个呢？对着类加载器的层次结构图和委托加载原理，解释先前将ClassLoaderTest输出成jre/lib/ext目录下的itcast.jar包中后，运行结果为ExtClassLoader的原因。
每个ClassLoader本身只能分别加载特定位置和目录中的类，但它们可以委托其他的类装载器去加载类，这就是类加载器的委托模式。类装载器一级级委托到BootStrap类加载器，当BootStrap无法加载当前所要加载的类时，然后才一级级回退到子孙类装载器去进行真正的加载。当回退到最初的类装载器时，如果它自己也不能完成类的装载，那就应报告ClassNotFoundException异常。
五、编写自己的类加载器
知识讲解：
自定义的类加载器的必须继承ClassLoader
loadClass方法与findClass方法
defineClass方法
编程步骤：
编写一个对文件内容进行简单加密的程序。
编写了一个自己的类装载器，可实现对加密过的类进行装载和解密。
编写一个程序调用类加载器加载类，在源程序中不能用该类名定义引用变量，因为编译器无法识别这个类。程序中可以除了使用ClassLoader.load方法之外，还可以
使用设置线程的上下文类加载器或者系统类加载器，然后再使用Class.forName。
实验步骤：
对不带包名的class文件进行加密，加密结果存放到另外一个目录。例如：java MyClassLoader MyTest.class F:\itcast
运行加载类的程序，结果能够被正常加载，但打印出来的类装载器名称为AppClassLoader:java MyClassLoader MyTest F:\itcast
用加密后的类文件替换classPath环境下的类文件，再执行上一步操作就出问题了，错误说明是AppClassLoader类装载器装载失败。
删除classPath环境下的类文件，再执行上一步操作就没问题了。
示例代码：
MyClassLoader类的定义：
public class MyClassLoader extends ClassLoader{
public static void main(String[] args) throws Exception{
// TODO Auto-generated method stub
String srcPath = args[0];
String destDir = args[1];
FileInputStream fis = new FileInputStream(srcPath);
String destFileName = srcPath.substring(srcPath.lastIndexOf('\\') + 1);
String destFilePath = destDir + "\\" + destFileName;
FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destFilePath);
cypher(fis, fos);
fis.close();
fos.close();
}
//加密类
private static void cypher(InputStream ips, OutputStream ops) throws Exception{
int b = -1;
while((b=ips.read())!=-1)
{
ops.write(b ^ 0xff);
}
}
private String classDir;
@Override
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
// TODO Auto-generated method stub
//String classFileName = classDir + "\\" + name + ".class";
String classFileName = classDir + "\\" + name.substring(name.lastIndexOf('.')+1) + ".class";
try {
FileInputStream fis = new FileInputStream(classFileName);
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
cypher(fis, bos);
fis.close();
byte[] bytes = bos.toByteArray();
return defineClass(bytes, 0, bytes.length);
} catch (Exception e) {
// TODO: handle exception
e.printStackTrace();
}
return super.findClass(name);
}
public MyClassLoader(){
}
public MyClassLoader(String classDir){
this.classDir = classDir;
}
}
ClassLoaderAttachment类的定义：
public class ClassLoaderAttachment extends Date {
public String toString()
{
return "hello,itcast";
}
}
ClassLoaderTest类的定义：
public class ClassLoaderTest {
public static void main(String[] args) throws Exception{
// TODO Auto-generated method stub
//System.out.println(new ClassLoaderAttachment().toString()); //hello,itcast
Class clazz = new MyClassLoader("itcastlib").loadClass("cn.itcast.day02.ClassLoaderAttachment");
Date d1 = (Date)clazz.newInstance();
System.out.println(d1);
}
} public void doGet(HttpServletRequest request, HttpServletResponse response)
throws ServletException, IOException {
response.setContentType("text/html");
PrintWriter out = response.getWriter();
ClassLoader classload = this.getClass().getClassLoader();
while (classload != null) {
out.println(classload.getClass().getName()+"<br>");
classload = classload.getParent();
}
out.println();
out.close();
}然后配置服务器,部署应用程序,启动tomcat服务器.在页面访问我们这个servlet,在页面打印的结果如下图所示:
这是从小到大排序的.现在呢？我想把该servlet打成jar包，放在ExtClassLoad类加载器加载的路径。通过Eclipse即可完成。
总结：
类加载器是 Java 语言的一个创新。它使得动态安装和更新软件组件成为可能。本文详细介绍了类加载器的相关话题，包括基本概念、代理模式、线程上下文类加载器、与 Web 容器和 OSGi 的关系等。开发人员在遇到 ClassNotFoundException和 NoClassDefFoundError等异常的时候，应该检查抛出异常的类的类加载器和当前线程的上下文类加载器，从中可以发现问题的所在。在开发自己的类加载器的时候，需要注意与已有的类加载器组织结构的协调。
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