类加载器，类加载

来源： javaer 分享于 2020-01-23 点击 32671 次点评：64

类加载器，类加载

类加载器基本概念

顾名思义，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。

基本上所有的类加载器都是 java.lang.ClassLoader类的一个实例。下面详细介绍这个 Java 类。

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，如图像文件和配置文件等。不过本文只讨论其加载类的功能。为了完成加载类的这个职责，ClassLoader提供了一系列的方法，比较重要的方法如表 1所示。关于这些方法的细节会在下面进行介绍。

表 1. ClassLoader 中与加载类相关的方法

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。

对于表 1中给出的方法，表示类名称的 name参数的值是类的二进制名称。需要注意的是内部类的表示，如 com.example.Sample$1和com.example.Sample$Inner等表示方式。这些方法会在下面介绍类加载器的工作机制时，做进一步的说明。下面介绍类加载器的树状组织结构。

说明：

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：

1，引导类加载器（bootstrap class loader）：它用来加载 Java 的核心库（JRE/lib/rt.jar），是用原生代码来实现的，并不继承自java.lang.ClassLoader。2，扩展类加载器（extensions class loader）：它用来加载 Java 的扩展库（JRE/lib/ext/*.jar）。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。

3，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。

除了系统提供的类加载器以外，开发人员可以通过继承 java.lang.ClassLoader类的方式实现自己的类加载器，以满足一些特殊的需求。

自定义类加载器：

现在有如下需求：自定义类加载器，并对加载的类加密。
我们来看看如何分步完成的。

1，自定义测试类

ClassLoaderAttachment。该文件处于ClassPath路径下。由前面的知识我们知道，ClassPath路径下的文件由AppClassLoader加载器加载。但

是在实际执行时的顺序我们要明确：通过委托机制，由BootStrap最先开始加载java的核心类库（JRE/lib/rt.jar），如果没有找到要加载的类，则由ExtClassLoader类加载器在JRE/lib/ext/*.jar目录下查找要加载的类，如果没有找到，则由AppClassLoader在ClassPath路径下查找要加载的类，如果再找不到则抛出ClassNotFoundException。

下表的程序清单是定义一个测试类：

import java.util.Date;
public class ClassLoaderAttachment  extends Date{
	public String toString(){
		return "itcast class";
	}
}

下面这段程序是为了测试ClassLoaderAttachment类的类加载器，并通过getParent方法获得父构造器。

public class ClassLoaderTest {
	public static void main(String[] args) {
          ClassLoaderAttachment cla = new ClassLoaderAttachment();
          ClassLoader loader = cla.getClass().getClassLoader();
          while(loader != null){
        	  System.out.println(loader.getClass().getName());
        	  loader = loader.getParent();
          }
          System.out.println(cla);
	}
}

下面是输出结果：

sun.misc.Launcher$AppClassLoader

sun.misc.Launcher$ExtClassLoader

test class

2，自定义类加载器

类 FileSystemClassLoader继承自类 java.lang.ClassLoader。在表 1中列出的 java.lang.ClassLoader类的常用方法中，一般来说，自己开发的类加载器只需要覆写 findClass(String name)方法即可。java.lang.ClassLoader类的方法loadClass()封装了前面提到的代理模式的实现。该方法会首先调用 findLoadedClass()方法来检查该类是否已经被加载过；如果没有加载过的话，会调用父类加载器的 loadClass()方法来尝试加载该类；如果父类加载器无法加载该类的话，就调用 findClass()方法来查找该类。因此，为了保证类加载器都正确实现代理模式，在开发自己的类加载器时，最好不要覆写 loadClass()方法，而是覆写findClass()方法。

类 FileSystemClassLoader的 findClass()方法首先根据类的全名在硬盘上查找类的字节代码文件（.class 文件），然后读取该文件内容，最后通过 defineClass()方法来把这些字节代码转换成 java.lang.Class类的实例。

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;

public class MyClassLoader extends ClassLoader{

	public static void main(String[] args) throws Exception {
		// TODO Auto-generated method stub
		String srcPath = args[0];//通过主函数参数传递源文件路径
		String destDir = args[1];//通过抓函数参数传递自定义类加载器类文件存放地
		FileInputStream fis = new FileInputStream(srcPath);
		String destFileName = srcPath.substring(srcPath.lastIndexOf('\\')+1);//通过操作字符串得到类文件名
		String destPath = destDir + "\\" + destFileName;//destDir只给出了文件夹，这里给出了完整的路径
		FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destPath);
		cypher(fis,fos);
		fis.close();
		fos.close();
	}
	//加密方法
	private static void cypher(InputStream ips ,OutputStream ops) throws Exception{
		int b = -1;
		while((b=ips.read())!=-1){
			ops.write(b ^ 0xff);//对生成的字节码都异或上1111 1111
		}
	}

	private String classDir;
        //要定义自己的类加载器就需要覆盖findClass方法
	@Override
	protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
		// TODO Auto-generated method stub
		String classFileName = classDir + "\\"  + name.substring(name.lastIndexOf('.')+1) + ".class";//获取文件名称
		try {
			FileInputStream fis = new FileInputStream(classFileName);//输入流对象与要编译的文件想关联
			ByteArrayOutputStream  bos = new ByteArrayOutputStream();//字节输出流对象
			cypher(fis,bos); //调用加密方法
			fis.close();
			System.out.println("aaa");
			byte[] bytes = bos.toByteArray();
			return defineClass(bytes, 0, bytes.length);
		} catch (Exception e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
		return null;
	}
	
	public MyClassLoader(){
		
	}
	
	public MyClassLoader(String classDir){
		this.classDir = classDir;
	}
}

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