黑马程序员---类加载器

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1、类加载器(ClassLoader)简介：

       Java虚拟机中可以安装多个类加载器，系统默认的三个主要类加载器，每个类负责加载特定位置的类。他们分别是：BootStrap、ExtClassLoader、AppClassLoader 。

       类加载器也是java类，因为其他java类的类加载器本身也要被类加载器加载，显然必须有第一个类加载器不是java类，这个加载器即：BootStrap 。

       类加载器之间的父子关系和管辖范围图：

      

2、 类加载器的委托机制。

       (1) 当java要加载某个类时，到底用哪个加载器加载？

             a、首先当前线程的类加载器去加载线程中的第一个类；

             b、如果类 A 中引用了类 B，JVM 使用加载类 A  的类加载器来加载类 B；

             c、还可以直接调用ClassLoader.loadClass( ) 方法来指定某个类加载器去加载某个类。

       (2) 委托机制：每个 ClassLoader 本身只能分别加载特定位置和目录中的类，但它们可以委托给其他的类加载器去加载，这就是类加载器的委托模式。类加载器一级级委托到 BootStrap 类加载器，若  BootStrap 无法加载到当前类时，然后才一级级回退到子孙类加载器去进行加载。当退回到发起者类加载器时，若还是找不到，那么就会抛出 ClassNotFoundException 异常。

       问：java中有默认的类名为 java.lang.System 的类，该类被 BootStrap 加载。那么我们能自定义一个类名叫做 java.lang.System 的类吗？

       答：通常情况下，是不可能的，即使自己写了，也不会被 BootStrap 加载到，因为在 BootStrap 所加载类的位置有一个默认的 java.lang.System 的类。但是可以自定义一个类加载器来加载自定义的 java.lang.System 类。

3、自定义类加载器

       (1) 自定义类加载器的步骤：

       a、继承 ClassLoader 和复写 findClass 方法(模版设计模式)。

       b、通过findClass 方法找 class 文件，并将其对应的二进制数据传递进 defineClass() 方法中，即可得到对应类的字节码。

       (2) 需求：自定义一个类加载器，实现对加密过的文件解密和加载。

            思路：首先编写一个对文件内容进行简单加密的程序 cypher 。

                        其次编写一个自定义类加载器 MyClassLoader ，实现对加密过的类进行加载和解密。

                        然后在编写一个程序 ClassLoaderTest 调用该类加载器来加载加密类 ClassLoaderAttachment 。注意，在源程序中不能用 ClassLoaderAttachment 类名定义引用变量，因为编译器无法识别被加密过的类。为了方便便把加密程序写在 MyClassLoader  类中。

       a、需被加密class文件的代码： 

import java.util.Date;public class ClassLoaderAttachment extends Date {private static final long serialVersionUID = 5922933470193613822L;@Overridepublic String toString(){return "Hello,ClassLoader!";}}

       b、自定义类加载器MyClassLoader 中实现加密功能代码：

//文件加/解密private static void cypher(InputStream in, OutputStream out)throws Exception{int ch = 0;while ((ch=in.read())!=-1) {out.write(ch ^ 0x55);//异或：0101 0101}}

            类名为 cn.itcast.day2.ClassLoaderAttachment 进行加密，只需通过IO输入流读取其字节码文件ClassLoaderAttachment.class，然后通过输出流重新写入到目标文件中，存放在另外的文件夹下的，目标class文件与原class文件是否同名没有关系，但最好同名，方便操作。

       c、自定义类加载器MyClassLoader 中实现类加载和解密功能代码：

private String classDir;@Overrideprotected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {//获取文件的相对路径String classPathName = classDir + "/" + name.substring(name.lastIndexOf(".")+1) + ".class";try {FileInputStream fis = new FileInputStream(classPathName);ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();cypher(fis,baos);fis.close();byte[] buf = baos.toByteArray();baos.close();//返回解密后的类名为 name 的class文件return defineClass(name, buf, 0, buf.length);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}//返回原目录中的类名为 name 的class文件return super.findClass(name);}

            自定义类加载器建议复写 findClass 方法，这样可以在加载类的同时时添加一些自定义的操作在其中，比如上诉的解密方案。但网络类加载器子类必须定义方法 findClass 和 loadClassData，以实现从网络加载类。然后，将字节输出流中经过解码后的内容存放在字节数组中，返回通过 defineClass 方法创建的Class类实例对象。

       d、通过类 ClassLoaderTest 来调用该类加载器：

public static void main(String[] args) throws Exception {//将加密文件进行解码应用，通过loadClass将加密类的类名传递给findClass，通过类加载器进行解密。Class<?> clazz = new MyClassLoader("itcastlib/lib").loadClass("cn.itcast.day2.ClassLoaderAttachment");Date date= (Date)clazz.newInstance();System.out.println(date.toString());}

            分析：引用 clazz 指向的即是 ClassLoaderAttachment 类解码后的字节码，即Class类的实例对象。这时再通过newInstance 创建 ClassLoaderAttachment 实例对象。若未经解码直接 new ClassLoaderAttachment ().toString() ，将会报 ClassFormatError 类格式化错误，因为现在的 ClassLoaderAttachment.class 中字节码对于编译器来说就是乱码。

       总结：类加载器掌握即可，相对用的较少，如果能对最后这个例子能够理解清晰，那么也就懂得了自定义类加载器的原理。