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jvm系列(一):java類(lèi)的加載機(jī)制

開(kāi)發(fā) 開(kāi)發(fā)工具
類(lèi)的加載指的是將類(lèi)的.class文件中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)存中,將其放在運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)的方法區(qū)內(nèi),然后在堆區(qū)創(chuàng)建一個(gè)java.lang.Class對(duì)象,用來(lái)封裝類(lèi)在方法區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

類(lèi)加載機(jī)制的奧妙。

1、什么是類(lèi)的加載

類(lèi)的加載指的是將類(lèi)的.class文件中的二進(jìn)制數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)存中,將其放在運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)的方法區(qū)內(nèi),然后在堆區(qū)創(chuàng)建一個(gè)java.lang.Class對(duì)象,用來(lái)封裝類(lèi)在方法區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。類(lèi)的加載的最終產(chǎn)品是位于堆區(qū)中的Class對(duì)象,Class對(duì)象封裝了類(lèi)在方法區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),并且向Java程序員提供了訪(fǎng)問(wèn)方法區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的接口。

類(lèi)加載器并不需要等到某個(gè)類(lèi)被“***主動(dòng)使用”時(shí)再加載它,JVM規(guī)范允許類(lèi)加載器在預(yù)料某個(gè)類(lèi)將要被使用時(shí)就預(yù)先加載它,如果在預(yù)先加載的過(guò)程中遇到了.class文件缺失或存在錯(cuò)誤,類(lèi)加載器必須在程序***主動(dòng)使用該類(lèi)時(shí)才報(bào)告錯(cuò)誤(LinkageError錯(cuò)誤)如果這個(gè)類(lèi)一直沒(méi)有被程序主動(dòng)使用,那么類(lèi)加載器就不會(huì)報(bào)告錯(cuò)誤

加載.class文件的方式

從本地系統(tǒng)中直接加載

通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下載.class文件

從zip,jar等歸檔文件中加載.class文件

從專(zhuān)有數(shù)據(jù)庫(kù)中提取.class文件

將Java源文件動(dòng)態(tài)編譯為.class文件

2、類(lèi)的生命周期

其中類(lèi)加載的過(guò)程包括了加載、驗(yàn)證、準(zhǔn)備、解析、初始化五個(gè)階段。在這五個(gè)階段中,加載、驗(yàn)證、準(zhǔn)備和初始化這四個(gè)階段發(fā)生的順序是確定的,而解析階段則不一定,它在某些情況下可以在初始化階段之后開(kāi)始,這是為了支持Java語(yǔ)言的運(yùn)行時(shí)綁定(也成為動(dòng)態(tài)綁定或晚期綁定)。

另外注意這里的幾個(gè)階段是按順序開(kāi)始,而不是按順序進(jìn)行或完成,因?yàn)檫@些階段通常都是互相交叉地混合進(jìn)行的,通常在一個(gè)階段執(zhí)行的過(guò)程中調(diào)用或激活另一個(gè)階段。

加載

查找并加載類(lèi)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)加載時(shí)類(lèi)加載過(guò)程的***個(gè)階段,在加載階段,虛擬機(jī)需要完成以下三件事情:

  • 通過(guò)一個(gè)類(lèi)的全限定名來(lái)獲取其定義的二進(jìn)制字節(jié)流。
  • 將這個(gè)字節(jié)流所代表的靜態(tài)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為方法區(qū)的運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
  • 在Java堆中生成一個(gè)代表這個(gè)類(lèi)的java.lang.Class對(duì)象,作為對(duì)方法區(qū)中這些數(shù)據(jù)的訪(fǎng)問(wèn)入口。

相對(duì)于類(lèi)加載的其他階段而言,加載階段(準(zhǔn)確地說(shuō),是加載階段獲取類(lèi)的二進(jìn)制字節(jié)流的動(dòng)作)是可控性***的階段,因?yàn)殚_(kāi)發(fā)人員既可以使用系統(tǒng)提供的類(lèi)加載器來(lái)完成加載,也可以自定義自己的類(lèi)加載器來(lái)完成加載。

加載階段完成后,虛擬機(jī)外部的二進(jìn)制字節(jié)流就按照虛擬機(jī)所需的格式存儲(chǔ)在方法區(qū)之中,而且在Java堆中也創(chuàng)建一個(gè)java.lang.Class類(lèi)的對(duì)象,這樣便可以通過(guò)該對(duì)象訪(fǎng)問(wèn)方法區(qū)中的這些數(shù)據(jù)。

連接

驗(yàn)證:確保被加載的類(lèi)的正確性

驗(yàn)證是連接階段的***步,這一階段的目的是為了確保Class文件的字節(jié)流中包含的信息符合當(dāng)前虛擬機(jī)的要求,并且不會(huì)危害虛擬機(jī)自身的安全。驗(yàn)證階段大致會(huì)完成4個(gè)階段的檢驗(yàn)動(dòng)作:

  • 文件格式驗(yàn)證:驗(yàn)證字節(jié)流是否符合Class文件格式的規(guī)范;例如:是否以0xCAFEBABE開(kāi)頭、主次版本號(hào)是否在當(dāng)前虛擬機(jī)的處理范圍之內(nèi)、常量池中的常量是否有不被支持的類(lèi)型。
  • 元數(shù)據(jù)驗(yàn)證:對(duì)字節(jié)碼描述的信息進(jìn)行語(yǔ)義分析(注意:對(duì)比javac編譯階段的語(yǔ)義分析),以保證其描述的信息符合Java語(yǔ)言規(guī)范的要求;例如:這個(gè)類(lèi)是否有父類(lèi),除了java.lang.Object之外。
  • 字節(jié)碼驗(yàn)證:通過(guò)數(shù)據(jù)流和控制流分析,確定程序語(yǔ)義是合法的、符合邏輯的。
  • 符號(hào)引用驗(yàn)證:確保解析動(dòng)作能正確執(zhí)行。

驗(yàn)證階段是非常重要的,但不是必須的,它對(duì)程序運(yùn)行期沒(méi)有影響,如果所引用的類(lèi)經(jīng)過(guò)反復(fù)驗(yàn)證,那么可以考慮采用-Xverifynone參數(shù)來(lái)關(guān)閉大部分的類(lèi)驗(yàn)證措施,以縮短虛擬機(jī)類(lèi)加載的時(shí)間。

準(zhǔn)備:為類(lèi)的靜態(tài)變量分配內(nèi)存,并將其初始化為默認(rèn)值

準(zhǔn)備階段是正式為類(lèi)變量分配內(nèi)存并設(shè)置類(lèi)變量初始值的階段,這些內(nèi)存都將在方法區(qū)中分配。對(duì)于該階段有以下幾點(diǎn)需要注意:

  • 1、這時(shí)候進(jìn)行內(nèi)存分配的僅包括類(lèi)變量(static),而不包括實(shí)例變量,實(shí)例變量會(huì)在對(duì)象實(shí)例化時(shí)隨著對(duì)象一塊分配在Java堆中。
  • 2、這里所設(shè)置的初始值通常情況下是數(shù)據(jù)類(lèi)型默認(rèn)的零值(如0、0L、null、false等),而不是被在Java代碼中被顯式地賦予的值。

假設(shè)一個(gè)類(lèi)變量的定義為:public static int value = 3;

那么變量value在準(zhǔn)備階段過(guò)后的初始值為0,而不是3,因?yàn)檫@時(shí)候尚未開(kāi)始執(zhí)行任何Java方法,而把value賦值為3的public static指令是在程序編譯后,存放于類(lèi)構(gòu)造器<clinit>()方法之中的,所以把value賦值為3的動(dòng)作將在初始化階段才會(huì)執(zhí)行。

這里還需要注意如下幾點(diǎn):

  • 對(duì)基本數(shù)據(jù)類(lèi)型來(lái)說(shuō),對(duì)于類(lèi)變量(static)和全局變量,如果不顯式地對(duì)其賦值而直接使用,則系統(tǒng)會(huì)為其賦予默認(rèn)的零值,而對(duì)于局部變量來(lái)說(shuō),在使用前必須顯式地為其賦值,否則編譯時(shí)不通過(guò)。
  • 對(duì)于同時(shí)被static和final修飾的常量,必須在聲明的時(shí)候就為其顯式地賦值,否則編譯時(shí)不通過(guò);而只被final修飾的常量則既可以在聲明時(shí)顯式地為其賦值,也可以在類(lèi)初始化時(shí)顯式地為其賦值,總之,在使用前必須為其顯式地賦值,系統(tǒng)不會(huì)為其賦予默認(rèn)零值。
  • 對(duì)于引用數(shù)據(jù)類(lèi)型reference來(lái)說(shuō),如數(shù)組引用、對(duì)象引用等,如果沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行顯式地賦值而直接使用,系統(tǒng)都會(huì)為其賦予默認(rèn)的零值,即null。
  • 如果在數(shù)組初始化時(shí)沒(méi)有對(duì)數(shù)組中的各元素賦值,那么其中的元素將根據(jù)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)類(lèi)型而被賦予默認(rèn)的零值。

3、如果類(lèi)字段的字段屬性表中存在ConstantValue屬性,即同時(shí)被final和static修飾,那么在準(zhǔn)備階段變量value就會(huì)被初始化為ConstValue屬性所指定的值。

假設(shè)上面的類(lèi)變量value被定義為: public static final int value = 3;

編譯時(shí)Javac將會(huì)為value生成ConstantValue屬性,在準(zhǔn)備階段虛擬機(jī)就會(huì)根據(jù)ConstantValue的設(shè)置將value賦值為3。我們可以理解為static final常量在編譯期就將其結(jié)果放入了調(diào)用它的類(lèi)的常量池中

解析:把類(lèi)中的符號(hào)引用轉(zhuǎn)換為直接引用

解析階段是虛擬機(jī)將常量池內(nèi)的符號(hào)引用替換為直接引用的過(guò)程,解析動(dòng)作主要針對(duì)類(lèi)或接口、字段、類(lèi)方法、接口方法、方法類(lèi)型、方法句柄和調(diào)用點(diǎn)限定符7類(lèi)符號(hào)引用進(jìn)行。符號(hào)引用就是一組符號(hào)來(lái)描述目標(biāo),可以是任何字面量。

直接引用就是直接指向目標(biāo)的指針、相對(duì)偏移量或一個(gè)間接定位到目標(biāo)的句柄。

初始化

初始化,為類(lèi)的靜態(tài)變量賦予正確的初始值,JVM負(fù)責(zé)對(duì)類(lèi)進(jìn)行初始化,主要對(duì)類(lèi)變量進(jìn)行初始化。在Java中對(duì)類(lèi)變量進(jìn)行初始值設(shè)定有兩種方式:

  • ①聲明類(lèi)變量是指定初始值
  • ②使用靜態(tài)代碼塊為類(lèi)變量指定初始值

JVM初始化步驟

  • 1、假如這個(gè)類(lèi)還沒(méi)有被加載和連接,則程序先加載并連接該類(lèi)
  • 2、假如該類(lèi)的直接父類(lèi)還沒(méi)有被初始化,則先初始化其直接父類(lèi)
  • 3、假如類(lèi)中有初始化語(yǔ)句,則系統(tǒng)依次執(zhí)行這些初始化語(yǔ)句

類(lèi)初始化時(shí)機(jī):只有當(dāng)對(duì)類(lèi)的主動(dòng)使用的時(shí)候才會(huì)導(dǎo)致類(lèi)的初始化,類(lèi)的主動(dòng)使用包括以下六種:

  • 創(chuàng)建類(lèi)的實(shí)例,也就是new的方式
  • 訪(fǎng)問(wèn)某個(gè)類(lèi)或接口的靜態(tài)變量,或者對(duì)該靜態(tài)變量賦值
  • 調(diào)用類(lèi)的靜態(tài)方法
  • 反射(如Class.forName(“com.shengsiyuan.Test”))
  • 初始化某個(gè)類(lèi)的子類(lèi),則其父類(lèi)也會(huì)被初始化
  • Java虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)被標(biāo)明為啟動(dòng)類(lèi)的類(lèi)(Java Test),直接使用java.exe命令來(lái)運(yùn)行某個(gè)主類(lèi)

結(jié)束生命周期

在如下幾種情況下,Java虛擬機(jī)將結(jié)束生命周期

  • 執(zhí)行了System.exit()方法
  • 程序正常執(zhí)行結(jié)束
  • 程序在執(zhí)行過(guò)程中遇到了異?;蝈e(cuò)誤而異常終止
  • 由于操作系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò)誤而導(dǎo)致Java虛擬機(jī)進(jìn)程終止

3、類(lèi)加載器

尋找類(lèi)加載器,先來(lái)一個(gè)小例子

  1. package com.neo.classloader; 
  2. public class ClassLoaderTest { 
  3.      public static void main(String[] args) { 
  4.         ClassLoader loader = Thread.currentThread().getContextClassLoader(); 
  5.         System.out.println(loader); 
  6.         System.out.println(loader.getParent()); 
  7.         System.out.println(loader.getParent().getParent()); 
  8.     } 

運(yùn)行后,輸出結(jié)果:

  1. sun.misc.Launcher$AppClassLoader@64fef26a 
  2. sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@1ddd40f3 
  3. null 

從上面的結(jié)果可以看出,并沒(méi)有獲取到ExtClassLoader的父Loader,原因是Bootstrap Loader(引導(dǎo)類(lèi)加載器)是用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的,找不到一個(gè)確定的返回父Loader的方式,于是就返回null。

這幾種類(lèi)加載器的層次關(guān)系如下圖所示:

注意:這里父類(lèi)加載器并不是通過(guò)繼承關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)的,而是采用組合實(shí)現(xiàn)的。

站在Java虛擬機(jī)的角度來(lái)講,只存在兩種不同的類(lèi)加載器:?jiǎn)?dòng)類(lèi)加載器:它使用C++實(shí)現(xiàn)(這里僅限于Hotspot,也就是JDK1.5之后默認(rèn)的虛擬機(jī),有很多其他的虛擬機(jī)是用Java語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的),是虛擬機(jī)自身的一部分;所有其它的類(lèi)加載器:這些類(lèi)加載器都由Java語(yǔ)言實(shí)現(xiàn),獨(dú)立于虛擬機(jī)之外,并且全部繼承自抽象類(lèi)java.lang.ClassLoader,這些類(lèi)加載器需要由啟動(dòng)類(lèi)加載器加載到內(nèi)存中之后才能去加載其他的類(lèi)。

站在Java開(kāi)發(fā)人員的角度來(lái)看,類(lèi)加載器可以大致劃分為以下三類(lèi):

啟動(dòng)類(lèi)加載器:Bootstrap ClassLoader,負(fù)責(zé)加載存放在JDK\jre\lib(JDK代表JDK的安裝目錄,下同)下,或被-Xbootclasspath參數(shù)指定的路徑中的,并且能被虛擬機(jī)識(shí)別的類(lèi)庫(kù)(如rt.jar,所有的java.開(kāi)頭的類(lèi)均被Bootstrap ClassLoader加載)。啟動(dòng)類(lèi)加載器是無(wú)法被Java程序直接引用的。

擴(kuò)展類(lèi)加載器:Extension ClassLoader,該加載器由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader實(shí)現(xiàn),它負(fù)責(zé)加載JDK\jre\lib\ext目錄中,或者由java.ext.dirs系統(tǒng)變量指定的路徑中的所有類(lèi)庫(kù)(如javax.開(kāi)頭的類(lèi)),開(kāi)發(fā)者可以直接使用擴(kuò)展類(lèi)加載器。

應(yīng)用程序類(lèi)加載器:Application ClassLoader,該類(lèi)加載器由sun.misc.Launcher$AppClassLoader來(lái)實(shí)現(xiàn),它負(fù)責(zé)加載用戶(hù)類(lèi)路徑(ClassPath)所指定的類(lèi),開(kāi)發(fā)者可以直接使用該類(lèi)加載器,如果應(yīng)用程序中沒(méi)有自定義過(guò)自己的類(lèi)加載器,一般情況下這個(gè)就是程序中默認(rèn)的類(lèi)加載器。

應(yīng)用程序都是由這三種類(lèi)加載器互相配合進(jìn)行加載的,如果有必要,我們還可以加入自定義的類(lèi)加載器。因?yàn)镴VM自帶的ClassLoader只是懂得從本地文件系統(tǒng)加載標(biāo)準(zhǔn)的java class文件,因此如果編寫(xiě)了自己的ClassLoader,便可以做到如下幾點(diǎn):

  • 1、在執(zhí)行非置信代碼之前,自動(dòng)驗(yàn)證數(shù)字簽名。
  • 2、動(dòng)態(tài)地創(chuàng)建符合用戶(hù)特定需要的定制化構(gòu)建類(lèi)。
  • 3、從特定的場(chǎng)所取得java class,例如數(shù)據(jù)庫(kù)中和網(wǎng)絡(luò)中。

JVM類(lèi)加載機(jī)制

  • 全盤(pán)負(fù)責(zé),當(dāng)一個(gè)類(lèi)加載器負(fù)責(zé)加載某個(gè)Class時(shí),該Class所依賴(lài)的和引用的其他Class也將由該類(lèi)加載器負(fù)責(zé)載入,除非顯示使用另外一個(gè)類(lèi)加載器來(lái)載入
  • 父類(lèi)委托,先讓父類(lèi)加載器試圖加載該類(lèi),只有在父類(lèi)加載器無(wú)法加載該類(lèi)時(shí)才嘗試從自己的類(lèi)路徑中加載該類(lèi)
  • 緩存機(jī)制,緩存機(jī)制將會(huì)保證所有加載過(guò)的Class都會(huì)被緩存,當(dāng)程序中需要使用某個(gè)Class時(shí),類(lèi)加載器先從緩存區(qū)尋找該Class,只有緩存區(qū)不存在,系統(tǒng)才會(huì)讀取該類(lèi)對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)據(jù),并將其轉(zhuǎn)換成Class對(duì)象,存入緩存區(qū)。這就是為什么修改了Class后,必須重啟JVM,程序的修改才會(huì)生效

4、類(lèi)的加載

類(lèi)加載有三種方式:

  • 1、命令行啟動(dòng)應(yīng)用時(shí)候由JVM初始化加載
  • 2、通過(guò)Class.forName()方法動(dòng)態(tài)加載
  • 3、通過(guò)ClassLoader.loadClass()方法動(dòng)態(tài)加載

例子:

  1. package com.neo.classloader; 
  2. public class loaderTest {  
  3.         public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {  
  4.                 ClassLoader loader = HelloWorld.class.getClassLoader();  
  5.                 System.out.println(loader);  
  6.                 //使用ClassLoader.loadClass()來(lái)加載類(lèi),不會(huì)執(zhí)行初始化塊  
  7.                 loader.loadClass("Test2");  
  8.                 //使用Class.forName()來(lái)加載類(lèi),默認(rèn)會(huì)執(zhí)行初始化塊  
  9.                 //Class.forName("Test2");  
  10.                 //使用Class.forName()來(lái)加載類(lèi),并指定ClassLoader,初始化時(shí)不執(zhí)行靜態(tài)塊  
  11.                 //Class.forName("Test2"false, loader);  
  12.         }  

demo類(lèi)

  1. public class Test2 {  
  2.         static {  
  3.                 System.out.println("靜態(tài)初始化塊執(zhí)行了!");  
  4.         }  

分別切換加載方式,會(huì)有不同的輸出結(jié)果。

  • Class.forName()和ClassLoader.loadClass()區(qū)別
  • Class.forName():將類(lèi)的.class文件加載到j(luò)vm中之外,還會(huì)對(duì)類(lèi)進(jìn)行解釋?zhuān)瑘?zhí)行類(lèi)中的static塊;
  • ClassLoader.loadClass():只干一件事情,就是將.class文件加載到j(luò)vm中,不會(huì)執(zhí)行static中的內(nèi)容,只有在newInstance才會(huì)去執(zhí)行static塊。
  • Class.forName(name, initialize, loader)帶參函數(shù)也可控制是否加載static塊。并且只有調(diào)用了newInstance()方法采用調(diào)用構(gòu)造函數(shù),創(chuàng)建類(lèi)的對(duì)象 。

5、雙親委派模型

雙親委派模型的工作流程是:如果一個(gè)類(lèi)加載器收到了類(lèi)加載的請(qǐng)求,它首先不會(huì)自己去嘗試加載這個(gè)類(lèi),而是把請(qǐng)求委托給父加載器去完成,依次向上,因此,所有的類(lèi)加載請(qǐng)求最終都應(yīng)該被傳遞到頂層的啟動(dòng)類(lèi)加載器中,只有當(dāng)父加載器在它的搜索范圍中沒(méi)有找到所需的類(lèi)時(shí),即無(wú)法完成該加載,子加載器才會(huì)嘗試自己去加載該類(lèi)。

雙親委派機(jī)制:

  • 1、當(dāng)AppClassLoader加載一個(gè)class時(shí),它首先不會(huì)自己去嘗試加載這個(gè)類(lèi),而是把類(lèi)加載請(qǐng)求委派給父類(lèi)加載器ExtClassLoader去完成。
  • 2、當(dāng)ExtClassLoader加載一個(gè)class時(shí),它首先也不會(huì)自己去嘗試加載這個(gè)類(lèi),而是把類(lèi)加載請(qǐng)求委派給BootStrapClassLoader```去完成。
  • 3、如果BootStrapClassLoader加載失敗(例如在$JAVA_HOME/jre/lib里未查找到該class),會(huì)使用ExtClassLoader來(lái)嘗試加載;
  • 4、若ExtClassLoader也加載失敗,則會(huì)使用AppClassLoader來(lái)加載,如果AppClassLoader也加載失敗,則會(huì)報(bào)出異常ClassNotFoundException。

ClassLoader源碼分析:

  1. public Class<?> loadClass(String name)throws ClassNotFoundException { 
  2.         return loadClass(namefalse); 
  3.  
  4. protected synchronized Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)throws ClassNotFoundException { 
  5.         // 首先判斷該類(lèi)型是否已經(jīng)被加載 
  6.         Class c = findLoadedClass(name); 
  7.         if (c == null) { 
  8.             //如果沒(méi)有被加載,就委托給父類(lèi)加載或者委派給啟動(dòng)類(lèi)加載器加載 
  9.             try { 
  10.                 if (parent != null) { 
  11.                      //如果存在父類(lèi)加載器,就委派給父類(lèi)加載器加載 
  12.                     c = parent.loadClass(namefalse); 
  13.                 } else { 
  14.                 //如果不存在父類(lèi)加載器,就檢查是否是由啟動(dòng)類(lèi)加載器加載的類(lèi),通過(guò)調(diào)用本地方法native Class findBootstrapClass(String name
  15.                     c = findBootstrapClass0(name); 
  16.                 } 
  17.             } catch (ClassNotFoundException e) { 
  18.              // 如果父類(lèi)加載器和啟動(dòng)類(lèi)加載器都不能完成加載任務(wù),才調(diào)用自身的加載功能 
  19.                 c = findClass(name); 
  20.             } 
  21.         } 
  22.         if (resolve) { 
  23.             resolveClass(c); 
  24.         } 
  25.         return c; 
  26.     } 

雙親委派模型意義:

  • 系統(tǒng)類(lèi)防止內(nèi)存中出現(xiàn)多份同樣的字節(jié)碼
  • 保證Java程序安全穩(wěn)定運(yùn)行

6、自定義類(lèi)加載器

通常情況下,我們都是直接使用系統(tǒng)類(lèi)加載器。但是,有的時(shí)候,我們也需要自定義類(lèi)加載器。比如應(yīng)用是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸 Java類(lèi)的字節(jié)碼,為保證安全性,這些字節(jié)碼經(jīng)過(guò)了加密處理,這時(shí)系統(tǒng)類(lèi)加載器就無(wú)法對(duì)其進(jìn)行加載,這樣則需要自定義類(lèi)加載器來(lái)實(shí)現(xiàn)。

自定義類(lèi)加載器一般都是繼承自ClassLoader類(lèi),從上面對(duì)loadClass方法來(lái)分析來(lái)看,我們只需要重寫(xiě) findClass 方法即可。下面我們通過(guò)一個(gè)示例來(lái)演示自定義類(lèi)加載器的流程:

  1. package com.neo.classloader; 
  2. import java.io.*; 
  3.  
  4. public class MyClassLoader extends ClassLoader { 
  5.     private String root; 
  6.  
  7.     protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException { 
  8.         byte[] classData = loadClassData(name); 
  9.         if (classData == null) { 
  10.             throw new ClassNotFoundException(); 
  11.         } else { 
  12.             return defineClass(name, classData, 0, classData.length); 
  13.         } 
  14.     } 
  15.  
  16.     private byte[] loadClassData(String className) { 
  17.         String fileName = root + File.separatorChar 
  18.                 + className.replace('.', File.separatorChar) + ".class"
  19.         try { 
  20.             InputStream ins = new FileInputStream(fileName); 
  21.             ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream(); 
  22.             int bufferSize = 1024; 
  23.             byte[] buffer = new byte[bufferSize]; 
  24.             int length = 0; 
  25.             while ((length = ins.read(buffer)) != -1) { 
  26.                 baos.write(buffer, 0, length); 
  27.             } 
  28.             return baos.toByteArray(); 
  29.         } catch (IOException e) { 
  30.             e.printStackTrace(); 
  31.         } 
  32.         return null
  33.     } 
  34.  
  35.     public String getRoot() { 
  36.         return root; 
  37.     } 
  38.  
  39.     public void setRoot(String root) { 
  40.         this.root = root; 
  41.     } 
  42.  
  43.     public static void main(String[] args)  { 
  44.  
  45.         MyClassLoader classLoader = new MyClassLoader(); 
  46.         classLoader.setRoot("E:\\temp"); 
  47.  
  48.         Class<?> testClass = null
  49.         try { 
  50.             testClass = classLoader.loadClass("com.neo.classloader.Test2"); 
  51.             Object object = testClass.newInstance(); 
  52.             System.out.println(object.getClass().getClassLoader()); 
  53.         } catch (ClassNotFoundException e) { 
  54.             e.printStackTrace(); 
  55.         } catch (InstantiationException e) { 
  56.             e.printStackTrace(); 
  57.         } catch (IllegalAccessException e) { 
  58.             e.printStackTrace(); 
  59.         } 
  60.     } 

自定義類(lèi)加載器的核心在于對(duì)字節(jié)碼文件的獲取,如果是加密的字節(jié)碼則需要在該類(lèi)中對(duì)文件進(jìn)行解密。由于這里只是演示,我并未對(duì)class文件進(jìn)行加密,因此沒(méi)有解密的過(guò)程。這里有幾點(diǎn)需要注意:

  • 1、這里傳遞的文件名需要是類(lèi)的全限定性名稱(chēng),即com.paddx.test.classloading.Test格式的,因?yàn)?defineClass 方法是按這種格式進(jìn)行處理的。
  • 2、***不要重寫(xiě)loadClass方法,因?yàn)檫@樣容易破壞雙親委托模式。
  • 3、這類(lèi)Test 類(lèi)本身可以被 AppClassLoader類(lèi)加載,因此我們不能把com/paddx/test/classloading/Test.class放在類(lèi)路徑下。否則,由于雙親委托機(jī)制的存在,會(huì)直接導(dǎo)致該類(lèi)由AppClassLoader加載,而不會(huì)通過(guò)我們自定義類(lèi)加載器來(lái)加載。

【本文為51CTO專(zhuān)欄作者“純潔的微笑”的原創(chuàng)稿件,轉(zhuǎn)載請(qǐng)通過(guò)微信公眾號(hào)聯(lián)系作者獲取授權(quán)】

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責(zé)任編輯:武曉燕 來(lái)源: 51CTO專(zhuān)欄
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