自定义class loader
上图为JDK 8中ClassLoader的族谱,可见除了总所周知的AppClassLoader和ExtClassLoader外,JDK中还有很多其它ClassLoader,既然这么多ClassLoader存在,也就不那么神秘了,那么如何自定义ClassLoader了?最简单的方式当然是继承现有的ClassLoader实现类,避免重复发明*,所以我们先了解一下ClassLoader类的实现。
findClass方法:这是自定义class loader类必须覆盖的方法,用于告诉class loader到哪里去加载类,比如某个目录或者JAR URL等。参数name为要加载的类全名,如java.lang.String。该方法作为类加载的步骤之一被loadClass()方法调用。
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protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
throw new ClassNotFoundException(name);
}
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loadClass方法:这是classloader加载类的入口方法,觉得方法实现代码写得很够清晰就全贴出来了,附加一张简单的活动图辅助说明方法逻辑。
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protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException
{
synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
// First, check if the class has already been loaded
Class<?> c = findLoadedClass(name);
if (c == null ) {
long t0 = System.nanoTime();
try {
if (parent != null ) {
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 ) {
// If still not found, then invoke findClass in order
// to find the class.
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;
}
}
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getParent方法:用于获取class loader的parent,没有返回null。
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public final ClassLoader getParent()
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findLoadedClass方法:返回已经加载的类。该方法直接调用本地方法实现。
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protected final Class<?> findLoadedClass(String name)
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resolveClass方法:用于连接一个Class,如果已经连接则什么都不做。该方法直接调用本地方法实现。
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protected final void resolveClass(Class<?> c)
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defineClass方法:将字节码转换为Class实例,即加载.class文件后需要创建一个对应的java.lang.Class对象用于描述该Class。该方法直接调用本地方法实现。
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protected final Class<?> defineClass(String name, byte [] b, int off, int len)
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借一个图,理解更清晰点:
根据以上分析,自定义一个class loader 只需要集成ClassLoader类并覆盖findClass方法即可,我们也自己搞一个看看。
Car接口:
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package com.stevex.app.classloader;
public interface Car {
public void run();
} |
BMW类:
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package com.stevex.app.classloader;
public class BMW implements Car {
public void run() {
System.out.println( "BMW" );
}
} |
SteveClassLoader类:自定义的class loader类
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package com.stevex.app.classloader;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
public class SteveClassLoader extends ClassLoader {
@Override
public Class<?> findClass(String name) {
byte [] bt = loadClassData(name);
return defineClass(name, bt, 0 , bt.length);
}
private byte [] loadClassData(String className) {
// read class
InputStream is = getClass().getClassLoader().getResourceAsStream(
className.replace( "." , "/" ) + ".class" );
ByteArrayOutputStream byteSt = new ByteArrayOutputStream();
// write into byte
int len = 0 ;
try {
while ((len = is.read()) != - 1 ) {
byteSt.write(len);
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
// convert into byte array
return byteSt.toByteArray();
}
} |
SteveClassLoaderTest类:测试类,SteveClassLoader默认构造函数会设置System class loader为parent,测试时执行loadClass方法会发现BMW类是委托AppClassLoader加载的,所以AppClassLoader可以访问到,不会出错;
执行findClass2方法就会发生错误,因为我们直接使用SteveClassLoader加载BMW类,而不是委托给parent加载,根据class loader命名空间规则(简单来讲,每个class loader 都有自己唯一的命名空间,每个class loader 只能访问自己命名空间中的类,一个class可以被不同的class loader重复加载,但同一个class只能被同一个class loader加载一次,如果一个类是委托parent加载的,那么加载后,这个类就类似共享的,parent和child都可以访问到这个类,因为parent是不会委托child加载类的,所以child加载的类parent访问不到),子加载器的命名空间包含了parent加载的所有类,反过来则不成立,SteveClassLoaderTest类是AppClassLoader加载的,所以其看不见由SteveClassLoader加载的BMW类,但Car接口是可以访问的,所以赋给Car类型不会出错。
在findClass1方法中,我们直接使用反射调用run方法就没事了。
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package com.stevex.app.classloader;
import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;
public class SteveClassLoaderTest {
public static void main(String[] args) throws InstantiationException,
IllegalAccessException, NoSuchMethodException, SecurityException,
IllegalArgumentException, InvocationTargetException, ClassNotFoundException {
SteveClassLoader loader = new SteveClassLoader();
loadClass(loader);
findClass1(loader);
//findClass2(loader);
}
private static void findClass1(SteveClassLoader loader) throws InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, SecurityException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException {
Class<?> c = loader.findClass( "com.stevex.app.classloader.BMW" );
System.out.println( "Loaded by :" + c.getClassLoader());
Object ob = c.newInstance();
Method md = c.getMethod( "run" );
md.invoke(ob);
}
private static void loadClass(SteveClassLoader loader)
throws ClassNotFoundException, InstantiationException,
IllegalAccessException {
Class<?> c = loader.loadClass( "com.stevex.app.classloader.BMW" );
System.out.println( "Loaded by :" + c.getClassLoader());
Car car = (Car) c.newInstance();
car.run();
BMW bmw = (BMW) c.newInstance();
bmw.run();
}
private static void findClass2(SteveClassLoader loader)
throws InstantiationException,
IllegalAccessException {
Class<?> c = loader.findClass( "com.stevex.app.classloader.BMW" );
System.out.println( "Loaded by :" + c.getClassLoader());
Car car = (Car) c.newInstance();
car.run();
BMW bmw = (BMW) c.newInstance();
bmw.run();
}
}
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