上圖爲JDK 8中ClassLoader的族譜,可見除了總所周知的AppClassLoader和ExtClassLoader外,JDK中還有很多其它ClassLoader,既然這麼多ClassLoader存在,也就不那麼神祕了,那麼如何自定義ClassLoader了?最簡單的方式當然是繼承現有的ClassLoader實現類,避免重複發明輪子,所以我們先了解一下ClassLoader類的實現。
findClass方法:這是自定義class loader類必須覆蓋的方法,用於告訴class loader到哪裏去加載類,比如某個目錄或者JAR URL等。參數name爲要加載的類全名,如java.lang.String。該方法作爲類加載的步驟之一被loadClass()方法調用。
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException { throw new ClassNotFoundException(name); }
loadClass方法:這是classloader加載類的入口方法,覺得方法實現代碼寫得很夠清晰就全貼出來了,附加一張簡單的活動圖輔助說明方法邏輯。
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:用於獲取class loader的parent,沒有返回null。
public final ClassLoader getParent()
findLoadedClass方法:返回已經加載的類。該方法直接調用本地方法實現。
protected final Class<?> findLoadedClass(String name)
resolveClass方法:用於連接一個Class,如果已經連接則什麼都不做。該方法直接調用本地方法實現。
protected final void resolveClass(Class<?> c)
defineClass方法:將字節碼轉換爲Class實例,即加載.class文件後需要創建一個對應的java.lang.Class對象用於描述該Class。該方法直接調用本地方法實現。
protected final Class<?> defineClass(String name, byte[] b, int off, int len)
借一個圖,理解更清晰點:
根據以上分析,自定義一個class loader 只需要集成ClassLoader類並覆蓋findClass方法即可,我們也自己搞一個看看。
Car接口:
package com.stevex.app.classloader; public interface Car { public void run(); }
BMW類:
package com.stevex.app.classloader; public class BMW implements Car { public void run() { System.out.println("BMW"); } }
SteveClassLoader類:自定義的class loader類
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類:測試類,SteveClassLoader默認構造函數會設置System class loader爲parent,測試時執行loadClass方法會發現BMW類是委託AppClassLoader加載的,所以AppClassLoader可以訪問到,不會出錯;
執行findClass2方法就會發生錯誤,因爲我們直接使用SteveClassLoader加載BMW類,而不是委託給parent加載,根據class loader命名空間規則(簡單來講,每個class loader 都有自己唯一的命名空間,每個class loader 只能訪問自己命名空間中的類,一個class可以被不同的class loader重複加載,但同一個class只能被同一個class loader加載一次,如果一個類是委託parent加載的,那麼加載後,這個類就類似共享的,parent和child都可以訪問到這個類,因爲parent是不會委託child加載類的,所以child加載的類parent訪問不到),子加載器的命名空間包含了parent加載的所有類,反過來則不成立,SteveClassLoaderTest類是AppClassLoader加載的,所以其看不見由SteveClassLoader加載的BMW類,但Car接口是可以訪問的,所以賦給Car類型不會出錯。
在findClass1方法中,我們直接使用反射調用run方法就沒事了。
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(); } }