博客
关于我
强烈建议你试试无所不能的chatGPT,快点击我
java 类加载器
阅读量:6581 次
发布时间:2019-06-24

本文共 6093 字,大约阅读时间需要 20 分钟。

类加载器说明

类加载器负责将.class文件加载到内存中,并为类生成一个java.lang.Class实例。

一旦一个类被加载入JVM中,同一个类就不会被再次加入了。在JVM中用来判断类的唯一性标识是:类名、类所在的包名和类加载器。

当JVM启动时,会形成由三个类加载器组成的初始类加载器层次结构:

  • BootStrap ClassLoader:根类加载器;
  • Extension ClassLoader:扩展类加载器;
  • System ClassLoader:系统类加载器。

根类加载器,负责加载java的核心类(即JAVA_HOME/jre/lib下的jar包)。当使用-Xbootclasspath选项或使用-D选项指定sun.boot.class.path系统属性也可以指定加载附加的类。根类加载器比较特殊,他并不是java.lang.ClassLoader的子类,而是由JVM自身实现的。

扩展类加载器,负责加载JRE的扩展目录(即JAVA_HOME/jre/lib/ext目录)下的jar包。

系统类加载器,负责在JVM启动时,加载来自命令java中的-classpath选项或java.class.path系统属性,或CLASSPATH环境变量所指定的jar包和类路径,或者是当前类路径。程序可以通过ClassLoader的静态方法getSystemClassLoader()方法获取系统类加载器。

除了Java提供的这三种类加载器,开发者也可以实现自己的类加载器,自定义的类加载器通过继承ClassLoader来实现。

JVM中这四种类加载器的层次结构如图:

如图所示:根类加载器是扩展类加载器的父类加载器;扩展类加载器是系统类加载器的父类加载器;如果没有特别指定,用户自定义的类加载器都以系统类加载器作为父加载器。

需要提下,类加载器之间的父子关系并不是类继承上的父子关系,而是类加载器实例之间的关系。

类加载机制

JVM的类加载机制主要有如下三种机制:

  • 全盘负责:全盘负责机制是说当一个类加载器负责加载某个类的时候,该类所依赖的和引用的其他类也将由该类加载器负责载入,除非显式使用另一个类加载器来载入;
  • 父类委托:父类委托机制是说当一个类加载器负责加载某个类的时候,先让父类加载器尝试载入该类,若无法载入,才尝试从自己的类路径中载入;
  • 缓存机制:缓存机制会保证所有被加载过的类都会被缓存。当一个类加载器负责加载某个类的时候,会先从缓存中搜寻该类,只有当缓存中不存在该类对象时,才会载入该类并存放于缓存中。这也是为什么我们修改了某个类以后需要重启动JVM,所做的调整才会生效的原因。

类加载器加载类大致要经过8个步骤:

  1. 检测目标类是否有载入过(即在缓存中是否有这个类),如果有,则直接进入第八步;
  2. 如果父加载器不存在(父加载器不存在有两种情形,一是当前加载器的parent是根加载器,二是当前加载器就是根加载器),则跳到第四步执行;如果父加载器存在,则执行第三步;
  3. 请求父加载器载入目标类,如果成功跳到第八步,不成功则跳到第五步;
  4. 请求使用根加载器加载目标类,如果成功跳到第八步,不成功则跳到第七步;
  5. 寻找.class文件(从相关的类加载器的加载路径中查找),如果找到则执行第六部,找不到则执行第七步;
  6. 从文件中载入类,成功载入则跳到第八步;
  7. 抛出ClassNotFoundException;
  8. 返回类。

自定义类加载器

JVM中除了根类加载器之外的类加载器都是ClassLoader的子类的实例。开发者可以通过继承ClassLoader,并重写ClassLoader的方法来实现自定义类加载器。

ClassLoader类有三个关键方法:

  • loadClass(String name, boolean resolve):该方法为ClassLoader的入口点,根据指定的二进制名称来加载类;
  • findClass(String name):根据指定的二进制名称来查找类;
  • defineClass(String name, byte[] b, int off, int len):将指定类的字节码文件(即.class文件)读入字节数组byte[] b内,并把它转为Class对象,该字节码文件可以来源于网络或磁盘。

要实现自定义的ClassLoader,可以通过重写loadClass或findClass来实现。不过一般推荐重写findClass,而不是loadClass,看一下loadClass的执行步骤:

  • 用findLoadClass来检查是否已经加载类,如果已经加载则直接返回;
  • 在父类加载器上调用loadClass方法。如果父类加载器为null,则使用根类加载器来加载;
  • 调用findClass方法来查找类。

从上面看来,采用重写findClass的方法可以避免覆盖默认类加载器的父类委托和缓存机制两种策略。

以下是一个自定类加载器的实例:

package com.zhyea.test;import java.io.File;import java.io.FileInputStream;import java.io.IOException;import java.io.InputStream;import java.lang.reflect.Method;/** * 自定义类加载器实例 * @author robin * */public class MyClassLoader extends ClassLoader {    /**     * 读取类文件     *      * @param filePath     *            类文件路径     * @return     * @throws IOException     */    private byte[] getBytes(String filePath) throws IOException {        InputStream in = null;        try {            File file = new File(filePath);            long length = file.length();            in = new FileInputStream(file);            byte[] buffer = new byte[(int) length];            int hasRead = in.read(buffer);            if (hasRead != length) {                throw new IOException("无法读取全部文件:" + hasRead + "!=" + length);            }            return buffer;        } finally {            if (null != in)                in.close();        }    }    /**     * 编译Java文件     *      * @param javaFile     *            Java文件     * @return     * @throws IOException     * @throws InterruptedException     */    private boolean compile(String javaFile) throws IOException,            InterruptedException {        // 调用系统javac命令        Process p = Runtime.getRuntime().exec("javac " + javaFile);        // 强制其他线程等待这个线程完成        p.waitFor();        // 获取javac线程的退出值        int rtn = p.exitValue();        // 返回编译是否成功        return rtn == 0;    }            /**     * 重写ClassLoader的findClass类     */    @Override    protected Class
findClass(String name) throws ClassNotFoundException{ Class
clazz = null; String javaPath = name.replace(".", "/"); String javaFileName = javaPath + ".java"; String classFileName = javaPath = ".class"; File javaFile = new File(javaFileName); File classFile = new File(classFileName); if(javaFile.exists() && (!classFile.exists() || javaFile.lastModified()>classFile.lastModified())){ try{ if(!compile(javaFileName) || !classFile.exists()){ throw new ClassNotFoundException("Class not found : " + javaFileName); } }catch(Exception e){ e.printStackTrace(); } } if(classFile.exists()){ try{ byte[] raw = getBytes(classFileName); clazz = defineClass(name, raw, 0, raw.length); }catch(Exception e){ e.printStackTrace(); } } if(null==clazz){ throw new ClassNotFoundException(name); } return clazz; } public static void main(String[] args) throws Exception{ String javaName = "com.zhyea.test.MyTest"; MyClassLoader mcl = new MyClassLoader(); Class
clazz = mcl.loadClass(javaName); Method main = clazz.getMethod("main", (new String[0]).getClass()); Object[] arrs = {args}; main.invoke(null, arrs); } }

再附上演示用的测试类,其实很简单了:

package com.zhyea.test;/** * 自定义类加载器演示用的测试类 * @author robin * */public class MyTest {    public static void main(String[] args) {        System.out.println("This is a Test!");    }}

使用自定义的类加载器,可以实现如下功能:

  • 执行代码前自动检验数字签名;
  • 根据用户提供的密码解密代码,从而可以实现代码混淆器避免反编译class文件;
  • 根据用户需求来动态地加载类;
  • 根据应用需求把其他数据以字节码的形式加载到应用中。

URLClassLoader类

URLClassLoader是扩展类加载器类和系统类加载器类的父类。URLClassLoader功能比较强大,可以从本地获取java文件来加载类,也可获取远程文件来加载类。

演示下:

package com.zhyea.test;import java.net.URL;import java.net.URLClassLoader;public class UCLTest {    public static void main(String[] args) throws Exception {        URL[] urls = {
new URL("file:com.zhyea.test.MyTest.java")}; URLClassLoader ucl = new URLClassLoader(urls); MyTest mt = (MyTest) ucl.loadClass("com.zhyea.test.MyTest").newInstance(); mt.test(); ucl.close(); }}package com.zhyea.test;/** * URLClassLoader演示用的测试类 * @author robin * */public class MyTest { public void test(){ System.out.println("This is a Test 2!"); }}

转载于:https://www.cnblogs.com/amunote/p/4176655.html

你可能感兴趣的文章
编程能力的四种境界
查看>>
编译安装mysql
查看>>
在windows上秒开应用程序
查看>>
【20180611】MySQL OOM
查看>>
memcached
查看>>
Python面向对象编程(一)
查看>>
决心书
查看>>
决心书
查看>>
【转】Ubuntu下安装使用ffmpeg
查看>>
Heartbeat编译安装
查看>>
决心书
查看>>
win10系统属性面板的几种打开方法
查看>>
如何把图片上的文字转换成word?
查看>>
7z命令行
查看>>
word怎么压缩图片
查看>>
C语言编程实现 输入一个非负整数,返回组成它的数字之和(递归方法)
查看>>
c3p0
查看>>
redis cluster 集群搭建(增、删、改、查) :5.0.2
查看>>
我的友情链接
查看>>
我的友情链接
查看>>