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。

    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。

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。

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。

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。

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。

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：

package com.stevex.app.classloader;

public interface Car {
	public void run();
}

BMW类：

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

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。

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();
	}
}