黑马程序员——java加强之类加载器

来源：互联网发布：python高性能编程 pdf 编辑：程序博客网时间：2024/04/29 15:27

------Java培训、Android培训、iOS培训、.Net培训、期待与您交流！ -------

类加载器

一、概述

1、定义：简单说，类加载器就是加载类的工具。

在java程序中用到一个类，出现了这个类的名字。java虚拟机首先将这个类的字节码加载到内存中，通常这个类的字节码的原始信息放在硬盘上的classpath指定的目录下，把.class文件的内容加载到内存里面来，再对它进行处理，处理之后的结果就是字节码。这些工作就是类加载器在操作。

2、类加载器作用：将.class文件中的内容变为字节码加载进内存。

3、默认类加载器：

1）Java虚拟机中可安装多个类加载器，系统默认的有三个主要的，每个类负责加载特定位置的类：BootStrap、ExtClassLoader、AppClassLoader

2）类加载器本身也是Java类，因为它是Java类的加载器，本身也需要被类加载器加载，显然必须有第一个类加载器而不是java类的，这正是BootStrap。它是嵌套在Java虚拟机内核中的，已启动即出现在虚拟机中，是用c++写的一段二进制代码。所以不能通过java程序获取其名字，获得的只能是null。

4、Java虚拟机中的所有类加载器采用父子关系的树形结构进行组织，在实例化每个类装载器对象时，需要为其指定一个父级类装载器对象或者默认采用系统类装载器为其父级类加载。

5、类加载器之间的父子关系和管辖范围图

示例：

package cn.itheima.demo;

public class ClassLoaderDemo {

publicstatic void main(String[] args) {

System.out.println(

ClassLoaderDemo.class.getClassLoader().getClass().getName()

);//sun.misc.Launcher$AppClassLoader，表示由AppClassLoader加载

System.out.println(System.class.getClassLoader());//null,表示System这个类时由RootStrap加载的

}

二、类加载器的委托机制

1、每个ClassLoader本身只能分别加载特定位置和目录中的类，但它们可以委托其他的类加载器去加载类，这就是类加载器的委托模式。

2、加载类的方式

当Java虚拟机要加载一个类时，到底要用哪个类加载器加载呢？

1）首先，当前线程的类加载器去加载线程中的第一个类。

2）若A引用类B（继承或者使用了B），Java虚拟机将使用加载类的类加载器来加载类B。

3）还可直接调用ClassLoader的LoaderClass()方法，来指定某个类加载器去加载某个类。

2、每个类加载器加载类时，又先委托给上级类加载器。

类装载器一级级委托到BootStrap类加载器，当BootStrap无法加载当前所要加载的类时，然后才一级级回退到子孙类加载器去进行加载。当回退到最初的发起者类装载器时，如果它自己也不能完成类的装载，那就会抛出ClassNotFoundException异常。这时就不会再委托发起者加载器的子类去加载了，如果它还有子类的话。

简单说，就是先由发起者将类一级级委托为BootStrap，从父级开始找，找到了直接返回，没找到再助剂让其子级找，直到发起者，再没找到就报异常。

3、委托机制的优点：可以集中管理，不会产生多字节码重复的现象。

补充：面试题

可不可以自己写个类为：java.lang.System呢？

回答：第一、通常是不可以的，由于类加载器的委托机制，会先将System这个类一级级委托给最顶级的BootStrap，由于BootStrap在其指定的目录中加载的是rt.jar中的类，且其中有System这个类，那么就会直接加载自己目录中的，也就是Java已经定义好的System这个类，而不会加载自定义的这个System。

第二、但是还是有办法加载这个自定义的System类的，此时就不能交给上级加载了，需要用自定义的类加载器加载，这就需要有特殊的写法才能去加载这个自定义的System类的。

体现委托机制的示例：

package cn.itheima.demo;

public class ClassLoaderDemo {

publicstatic void main(String[] args) {

* 用eclipse的打包工具将ClassLoaderTest输出成jre/lib/ext目录下的itheima.jar包

* 此时再在eclipse中运行这个类时，下面代码的while循环内的运行结果显示为ExtClassLoadr。

* 这就表示，AppClassLoader在加载这个类时，会先委托给其上一级ExtClassLoader加载器去加载，而上级又委托上级

* 但是ExtClassloader的上级没有找到要加载的类，就回到ExtClassLoader，此时它在jre/lib/ext中找到了，所以就结果就显示它了。

* */

ClassLoaderloader=ClassLoaderDemo.class.getClassLoader();

while(loader!=null) {

System.out.println(loader.getClass().getName());

loader=loader.getParent();//将此loader的上级赋给loader

}

System.out.println(loader);

}

三、自定义类加载器

1、自定义的类加载器必须继承抽象类ClassLoader，要覆写其中的findClass(String name)方法，而不用覆写loadClass()方法。

2、覆写findClass(Stringname)方法的原因：

1）在loadClass()内部是会先委托给父级，当父级找不到后返回，再调用findClass(String name)方法，也就是你自定义的类加载器去找。所以只需要覆写findClass方法，就能实现用自定义的类加载器加载类的目的。

因为，一般自定义类加载器，会把需要加载的类放在自己指定的目录中，而java中已有的类加载器是不知道你这个目录的，所以会找不到。这样才会调用你复写的findClass()方法，用你自定义的类加载器去指定的目录加载类。

2）这是一种模板方法设计模式。这样就保留了loadClass()方法中的流程（这个流程就是先找父级，找不到再调用自定义的类加载器），而我们只需复写findClass方法，实现局部细节就行了。

ClassLoader提供了一个protected Class<?>defineClass(String name, byte[] b, int off, int len)方法，只需要将类对应的class文件传入，就可以将其变为字节码。

3、编程步骤：

1）编写一个对文件内容进行简单加密的程序

2）编写好了一个自己的类加载器，可实现对加密过来的类进行加载和解密。

3）编写一个程序，调用类加载器加载类，在源程序中不能用该类名定义引用变量，因为编译器无法识别这个类，程序中除了可使用ClassLoader的loadClass方法外，还可以使用设置线程的上下文类加载器或系统类加载器，然后再使用Class.forName。

4、编码步骤：

1）对不带包名的class文件进行加密，加密结果存放到另外一个目录，例如： java MyClassLoader MyTest.class F:\itcast

2）运行加载类的程序，结果能够被正常加载，但打印出来的类装载器名称为AppClassLoader：java MyClassLoader MyTest F:\itcast

3）用加密后的类文件替换CLASSPATH环境下的类文件，再执行上一步操作就出问题了，错误说明是AppClassLoader类装载器装载失败。

4）删除CLASSPATH环境下的类文件，再执行上一步操作就没问题了。

示例：

package cn.itheima.demo;

import java.util.Date;

//定义一个测试类，继承Date，便于使用时加载

public class ClassLoaderAttachment extendsDate{

//复写toString方法

publicString toString(){

return"Hello World!";

}

import java.io.ByteArrayOutputStream;

import java.io.FileInputStream;

import java.io.FileOutputStream;

import java.io.InputStream;

import java.io.OutputStream;

public class MyClassLoader extendsClassLoader{

publicstatic void main(String[] args) throws Exception {

StringsrcPath=args[0];//文件源

StringdestDir=args[1];//文件目的

InputStreamips=new FileInputStream(srcPath);

StringdestFileName=srcPath.substring(srcPath.lastIndexOf("\\")+1);

StringdestFilePath=destDir+"\\"+destFileName;

OutputStreamops=new FileOutputStream(destFilePath);

cypher(ips,ops);//加密class字节码

ips.close();

ops.close();

}

//加密方法

privatestatic void cypher(InputStream ips,OutputStream ops) throws Exception{

intb=-1;

while((b=ips.read())!=-1){

ops.write(b^0xff);

}

@Override

//覆盖ClassLoader的findClass方法

protectedClass<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {

name=name.substring(name.lastIndexOf(".")+1);

StringclassFileName=classDir+"\\"+name+".class";//获取class文件名

InputStreamips=null;

try{

ips=newFileInputStream(classFileName);

ByteArrayOutputStreambos=new ByteArrayOutputStream();//定义字节数组流

cypher(ips,bos);//解密

ips.close();

byte[]buf=bos.toByteArray();//取出字节数组流中的数据

returndefineClass(null, buf,0,buf.length);//加载进内存

}catch (Exception e) {

//TODO: handle exception

e.printStackTrace();

}

returnnull;

//returnsuper.findClass(name);

}

privateString classDir;

publicMyClassLoader(){}

//带参数的构造函数

publicMyClassLoader(String classDir){

this.classDir=classDir;

}

import java.util.Date;

public class ClassLoaderDemo {

publicstatic void main(String[] args) throws Exception {

//将用自定义的类加载器加载.class文件

Classclazz=newMyClassLoader("itheimalib").loadClass("cn.itheima.demo.ClassLoaderAttachment");

Dated1 = (Date)clazz.newInstance();//获取Class类的实例对象

System.out.println(d1);

}

0 0