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ClassLoader

分类: 文章 • 2024-11-10 11:06:58

java应用环境中不同的class分别由不同的ClassLoader负责加载。
一个jvm中默认的classloader有Bootstrap ClassLoader、Extension ClassLoader、App ClassLoader，分别各司其职：

    • Bootstrap ClassLoader     负责加载java基础类，主要是 %JRE_HOME/lib/ 目录下的rt.jar、resources.jar、charsets.jar和class等
    • Extension ClassLoader      负责加载java扩展类，主要是 %JRE_HOME/lib/ext 目录下的jar和class
    • App ClassLoader           负责加载当前java应用的classpath中的所有类。

　　其中Bootstrap ClassLoader是JVM级别的，由C++撰写；Extension ClassLoader、App ClassLoader都是java类，都继承自URLClassLoader超类。

 

　　Bootstrap ClassLoader由JVM启动，然后初始化sun.misc.Launcher ，sun.misc.Launcher初始化Extension ClassLoader、App ClassLoader。

 

　　　　publicstatic void main(String[] args)

　　　　{ 

　　　　　　System.out.println(System.getProperty("sun.boot.class.path"));

　　　　　　System.out.println(System.getProperty("java.ext.dirs"));

　　　　　　System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));

　　　　}

程序结果为：

　　E:\Myeclipse6.0\jre\lib\rt.jar; E:\Myeclipse 6.0\jre\lib\i18n.jar; E:\Myeclipse6.0\jre\lib\sunrsasign.jar; E:\MyEclipse6.0\jre\lib\JSse.jar;       E:\MyEclipse 6.0\jre\lib\jce.jar;  E:\MyEclipse6.0\jre\lib\charsets.jar;  E:\MyEclipse 6.0\jre\classes

　　E:\MyEclipse6.0\jre\lib\ext

　　E:\workspace\ClassLoaderDemo\bin

 　　在上面的结果中，你可以清晰看见三个ClassLoader分别加载类的路径；也知道为什么我们在编写程序的时候，要把用到的jar包放在工程的classpath下面啦，也知道我们为什么可以不加载java.lang.*包啦！其中java.lang.*就在rt.jar包中；

 　下图是ClassLoader的加载类流程图，以加载一个类的过程类示例说明整个ClassLoader的过程。

ClassLoader

 　　Bootstrap ClassLoader、Extension ClassLoader、App ClassLoader三者的关系如下：

　　Bootstrap ClassLoader是Extension ClassLoader的parent，Extension ClassLoader是App ClassLoader的parent。

　　但是这并不是继承关系，只是语义上的定义，基本上，每一个ClassLoader实现，都有一个Parent ClassLoader。

 　　可以通过ClassLoader的getParent方法得到当前ClassLoader的parent。Bootstrap ClassLoader比较特殊，因为它不是java class所以Extension ClassLoader的getParent方法返回的是NULL。

 

 

了解了ClassLoader的原理和流程以后，我们可以试试自定义ClassLoader。

关于自定义ClassLoader：

　　由于一些特殊的需求，我们可能需要定制ClassLoader的加载行为，这时候就需要自定义ClassLoader了.

　　自定义ClassLoader需要继承ClassLoader抽象类，重写findClass方法，这个方法定义了ClassLoader查找class的方式。

　　主要可以扩展的方法有：

　　findClass          定义查找Class的方式

　　defineClass       将类文件字节码加载为jvm中的class

　　findResource    定义查找资源的方式

 　　如果嫌麻烦的话，我们可以直接使用或继承已有的ClassLoader实现，比如

  • java.net.URLClassLoader
  • java.security.SecureClassLoader
  • java.rmi.server.RMIClassLoader
  • sun.applet.AppletClassLoader

　　Extension ClassLoader 和 App ClassLoader都是java.net.URLClassLoader的子类。

　　这个是URLClassLoader的构造方法：

　　public URLClassLoader(URL[] urls, ClassLoader parent)

　　public URLClassLoader(URL[] urls)

　　urls参数是需要加载的ClassPath url数组，可以指定parent ClassLoader，不指定的话默认以当前调用类的ClassLoader为parent。

Java代码  ClassLoader

  1. ClassLoader classLoader = new URLClassLoader(urls);  
  2. Thread.currentThread().setContextClassLoader(classLoader);  
  3. Class clazz=classLoader.loadClass("com.company.MyClass");//使用loadClass方法加载class,这个class是在urls参数指定的classpath下边。  
  4. Method taskMethod = clazz.getMethod("doTask", String.class, String.class);//然后我们就可以用反射做些事情了  
  5. taskMethod.invoke(clazz.newInstance(),"hello","world");  

 

　　由于classloader 加载类用的是全盘负责委托机制。所谓全盘负责，即是当一个classloader加载一个Class的时候，这个Class所依赖的和引用的所有 Class也由这个classloader负责载入，除非是显式的使用另外一个classloader载入。

　　所以，当我们自定义的classloader加载成功了com.company.MyClass以后，MyClass里所有依赖的class都由这个classLoader来加载完成。

 

通过thread.getContextClassloader:

　　系统类装载器可以通过ClassLoader.getSystemClassLoader()方法得到。

　　thread.getContextClassloader默认返回AppClassLoader,除非你显式setContextClassloader

Class的这种设计引入了一个有趣的模式:

　　某个框架制定某个API，而这些api的实现是有其他供应商来提供，为了能让框架类（处于较高层次的classloader）使用api的实现(处于较低层次的classloader)

　　通过thread.getContextClassloader是来传递classloader（有时候需要thread.setContextClassloader设置好api实现的classloader）, 

　　用此classloader.getResources找出所有的api实现的具体类名，再用classloader加载之,此时框架都不需要知道api的实现类的类名就能加载之，程序显示了良

　　好的动态性和可扩展性。

 

 

总结

　　实现自己的类加载器

　　有时候,根据自己项目的需求,需要重新实现属于自己的类加载器,以满足项目的灵活性和扩展性,下面我们就来实现自己的类加载器.

　　实现自己的类加载器必须首先继承一个父类加载器.

   编写一个类加载器会涉及到以下几个方法:
     1. findClass(String name)   根据类的路径查找类,必须重写的方法

     2. defineClass(String name, byte[] b, int off, int len)   由父类实现,直接调用

     3. loadClass(String name)首先调用父类的findClass方法找,找不到则调用自身重写的findClass方法找,也不需要我们实现.loadClass(String name)默认会调用loadClass(name,false)方法,表示只加载,不发生连接操作.JDK的ClassLoader类的loadClass(String name,boolean resolve)方法的实现如下:

Java代码  ClassLoader
  1. <span style="font-size: small;"> protected synchronized Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)  throws ClassNotFoundException  
  2.     {  
  3.     // 如果该类以前被调用,则直接调用  
  4.     Class c = findLoadedClass(name);  
  5.     if (c == null) {  
  6.         try {  
  7.         if (parent != null) {  
  8.             c = parent.loadClass(name, false);  
  9.         } else {  
  10.             c = findBootstrapClass0(name);  
  11.         }  
  12.         } catch (ClassNotFoundException e) {  
  13.             // 自己实现的findClass方法被调用  
  14.             c = findClass(name);  
  15.         }  
  16.     }  
  17.     if (resolve) { //进行类的连接,与其他类发生联系  
  18.         resolveClass(c);  
  19.     }  
  20.     return c;  
  21.     }</span>  

   可以看出ClassLoader采用了模版模式,在父类加载器加载不到想要的类时,采用自己实现的方法.

 

自己写的类加载器及测试代码如下:

 

Java代码  ClassLoader
  1. <span style="font-size: small;">public class MyClassLoader extends ClassLoader {  
  2.     private String path = "c:/bin/";  
  3.   
  4.     @Override  
  5.     protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {  
  6.         String namePath = name.replace(".", "/");  
  7.         String classPath = path + namePath + ".class";  
  8.         InputStream is = null;  
  9.         ByteArrayOutputStream os = null;  
  10.         try {  
  11.             is = new FileInputStream(new File(classPath));  
  12.             os = new ByteArrayOutputStream();  
  13.             int b = 0;  
  14.             while ((b = is.read()) != -1) {  
  15.                 os.write(b);  
  16.             }  
  17.             byte[] bytes = os.toByteArray();  
  18.             os.flush();  
  19.             return defineClass(name, bytes, 0, bytes.length);  
  20.         } catch (Exception e) {  
  21.             e.printStackTrace();  
  22.         }finally{  
  23.             try {  
  24.                 if(os!=null)  
  25.                     os.close();  
  26.                 if(is!=null)  
  27.                     is.close();  
  28.             } catch (IOException e1) {  
  29.                 os=null;  
  30.                is = null;  
  31.             }         
  32.         }  
  33.         return null;  
  34.     }  
  35.   
  36.     @SuppressWarnings("unchecked")  
  37.     public static void main(String[] args) {  
  38.         MyClassLoader myLoader = new MyClassLoader();  
  39.         try {  
  40.                  Class myClass = myLoader.loadClass("com.ldh.loader.HelloWorld");  
  41.                  Object obj = myClass.newInstance();  
  42.                  Method method = myClass.getMethod("say", null);  
  43.                  method.invoke(obj, null);  
  44.         } catch (Exception e) {  
  45.              e.printStackTrace();  
  46.         }  
  47.     }  
  48. }</span>  

   

   HelloWolrd类如下:

Java代码  ClassLoader
  1. <span style="font-size: small;">public class HelloWorld {  
  2.    public void say(){  
  3.      System.out.println("hello,world");  
  4.    }  
  5. }  
  6. </span>  

   

   我把HelloWorld类放在c:/bin/目录下.

   loadclass/findclass 区别(loadclass 会调用父类和子类的findclass， find只寻找当前级别的指定class实例)

   loadClass()和forName()的区别.

   从上可以看出调用 loadClass(name),相当于调用 loadClass(name,false),表示只加载类,不连接初始化类,调用newInstance()才真正完成连接初始化操作.

    Class.forName("xxxx") 等同于 Class.forName("xxxx",true,loader). true,表示载入实例的同时也载入静态初始化区块；false，表示只会加载该类别，但不会调用其静态初始化区块，只有等到整个程序第一次实例化某个类时，静态初始化区块才会被调用

    在大多情况下loadClass()和forName()可以互用, 可以把ClassLoader.loadClass()看成是更底层的操作.

　 在某些必须初始化类的场合,比如加载JDBC驱动,只能使用forName()方法了

  

   从上可以看出,实现自己的类加载器相当简单,只要继承一个父类加载器,重写findClass方法就可以了.

 http://longdick.iteye.com/blog/442213/

 

转载于:https://www.cnblogs.com/yaozhongxiao/archive/2013/05/01/3053113.html

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