ClassLoader

Java类加载器

定义

虚拟机设计团队把类加载阶段中的”通过一个类的全限定名来获取描述此类的二进制字节流“这个动作放到Java虚拟机外部去实现，以便让应用程序自己决定如何去获取所需要的类。实现这个动作的代码模块称为”类加载器“

类加载器在类层次划分、OSGi、热部署、代码加密等领域大放异彩。

 

分类

类加载器的分类：

• 启动类加载器：Bootstrap ClassLoader，使用C++语言实现，负责加载<JAVA_HOME>/lib目录下或 -Xbootclasspath 参数指定的路径

• 扩展类加载器：Extension ClassLoader，使用Java语言实现，负责加载<JAVA_HOME>/lib/ext目录下或被java.ext.dirs系统变量所指定的路径

• 应用程序类加载器：Application ClassLoader，使用Java语言实现，负责加载用户类路径（classpath），也称为系统类加载器

   

  双亲委派

  工作过程：如果一个类加载器收到了类加载请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器去完成，每一个层次的类加载器都是如此，因此所有的加载请求最终都应该传送到启动类加载器中，只有当父加载器反馈无法完成这个加载请求时，子加载器才会尝试自己去加载，

  好处：Java类随着它的类加载器一起具备了一种带优先级的层次关系，保证了基础类的唯一性

  三次被破坏：

  1. JDK1.0中被覆盖的loadClass方法（JDK1.2之后不建议覆盖loadClass，而改用findClass方法，loadClass会在父类加载失败时调用findClass）

  2. 为了实现JNDI接口的服务提供者（SPI）引入了线程上下文类加载器（Thread Context ClassLoader），该类加载器如果未设置则从父线程继承，默认为应用程序类加载器

  3. Java模块化，OSGi实现模块化热部署的关键则是它自定义的类加载机制的实现。每个程序模块（OSGi中称为Bundle）都有一个自己的类加载器，当需要更换一个Bundle时，就把Bundle连同类加载器一起还掉以实现代码的热替换

   

  自定义类加载器示例

  // /Users/frank/Documents/Develop/classes/com/yfsoft/java/model/HelloWorld.java
  package com.yfsoft.java.model;
  
  public class HelloWorld {
  
    public void hello() {
      System.out.println("Fuck You");
    }
  
  }
  
  // 单独编译
  // javac HelloWorld.java

  package com.yfsoft.java;
  
  import org.apache.commons.io.FileUtils;
  
  import java.io.File;
  import java.io.IOException;
  import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
  
  public class TestClassLoader {
  
    // 继承自ClassLoader
    private static class MyClassLoader extends ClassLoader {
  
      private String dir;
  
      public MyClassLoader(String dir) {
        this.dir = dir;
      }
  
      // 重写findClass方法，读取class文件内容并通过defineClass获取Class对象
      @Override
      protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
  
        try {
          byte[] bytes = FileUtils.readFileToByteArray(new File(dir, name + ".class"));
          return defineClass(null, bytes, 0, bytes.length);
        } catch (IOException e) {
          throw new ClassNotFoundException("not class file found '" + name + ".class' in '" + dir + "' ");
        }
  
      }
  
    }
  
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException,
        NoSuchMethodException, SecurityException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException {
      MyClassLoader loader = new MyClassLoader("/Users/frank/Documents/Develop/classes/");
  
      // 通过类的全限定名获取
      // 一个类的全限定名是将类全名的"."全部换为"/"
      Class<?> cls = loader.loadClass("com/yfsoft/java/model/HelloWorld");
  
      Object obj = cls.newInstance();
  
      cls.getMethod("hello", new Class[0]).invoke(obj, new Object[0]);
    }
  
  }