自定义class loader

来源：互联网发布：一机一码视频破解知乎编辑：程序博客网时间：2024/05/16 11:24

原作者文章出处：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，避免重复发明轮子，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。

1
2
3
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        throw new ClassNotFoundException(name);
    }

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。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
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;
        }
    }

getParent方法：用于获取class loader的parent，没有返回null。

1
public final ClassLoader getParent()

findLoadedClass方法：返回已经加载的类。该方法直接调用本地方法实现。

1
protected final Class<?> findLoadedClass(String name)

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。

1
protected final void resolveClass(Class<?> c)

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。

1
protected final Class<?> defineClass(String name, byte[] b, int off, int len)

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：

1
2
3
4
5
package com.stevex.app.classloader;
 
public interface Car {
    public void run();
}

BMW类：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
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

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
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。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
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();
    }
}

0 0