---- 其 實，Java 本 身 就 是 一 種 極 具 動 態 性 的 語 言。 類 似Windows 的 動 態 鏈 接 庫（DLL），Java 應 用 程 序 總 是 被 編 譯 成 若 幹 個 單 獨 的class 文 件， 程 序 執 行 時 根 據 需 要 由Java 虛 擬 機 動 態 載 入 相 應 的 類。 這 種 機 制 使 編 寫 動 態 的 分 布 式 應 用 程 序 成 爲 可 能： 我 們 可 以 在 客 戶 端 編 寫 自 己 的 類 載 入 器， 而 真 正 執 行 的 程 序 卻 存 放 在 本 地、 局 域 網 或 世 界 另 一 端 的 主 機 上。 下 面 將 介 紹 如 何 在 自 己 的 應 用 程 序 中 實 現Java 的 動 態 類 載 入 機 制。
與 動 態 類 載 入 有 關 的 系 統 類
---- 爲 支 持 動 態 類 載 入 機 制， 在 系 統 類 組java.lang 中 提 供 了 兩 個 類：Class 類 和ClassLoader 類。
---- 1、 類java.lang.Class。 在Java 虛 擬 機 中， 每 一 個 類 或 接 口 都 是 由Class 類 來 操 縱 的， 它 不 能 被 顯 式 的 實 例 化， 必 須 用 其 他 方 法 來 獲 取Class 類 的 對 象。 動 態 類 載 入 機 制 的 關 鍵 一 步 在 於 如 何 獲 得 指 定 類 的Class 類 型 的 對 象。 相 關 方 法 主 要 有：
---- public static Class forName(String className)
---- 這 是 一 個 靜 態 方 法， 它 獲 取 指 定 名 字 的 類 的Class 類 型 對 象， 類 名 可 以 是 象“sun.applet.Applet” 這 樣 的 字 符 串， 但 不 能 帶 有 路 徑 或 網 絡 地 址 等 信 息。 這 是 從 本 地 系 統 中 動 態 載 入 類 的 最 方 便 的 辦 法。
---- public Object newInstance()
---- 這 是 最 重 要 的 一 個 方 法， 它 建 立 由Class 類 型 對 象 描 述 的 指 定 類 的 實 例。
---- 下 面 是 一 個 用forName() 和newInstance() 方 法 實 現 動 態 類 載 入 的 代 碼，share 類 包 含 一 個 接 口， 詳 細 內 容 將 在 第 三 部 分 中 解 釋。
try{
//根據類名建立Class類型的對象。
Class cc =Class.forName("類名"))；
//建立被載入類類的實例並強制類型轉換，
值賦給share類型的變量。
share oo=（（share）cc）.newInstance();
//調用該類的方法進行工作。
}
catch (Exception ex){
//如果發生例外，則進行相應處理。
};
---- 2、 類java.lang.ClassLoader。 這 是 一 個 抽 象 類， 如 果 打 算 運 用 它， 必 須 繼 承 它 並 重 寫 它 的loadClass() 方 法。 其 主 要 方 法 有：
---- protected ClassLoader();
---- 這 是 一 個 建 構 元， 可 以 用 它 建 立 一 個ClassLoader 類 的 實 例。 注 意 繼 承 這 個 類 的 類 必 須 重 寫 這 個 方 法， 而 不 能 使 用 缺 省 的 建 構 元。
---- protected abstract Class loadClass(String name, boolean resolve)
---- 載 入 指 定 的 類 數 據， 建 立Class 類 型 的 對 象 並 根 據 需 要 解 析 它。 這 是 一 個 抽 象 方 法， 大 家 必 須 在 自 己 的 子 類 中 重 寫 這 個 方 法， 重 寫 的 規 則 可 以 參 考 第 三 部 分 的 例 子。
---- protected final Class defineClass(byte data[], int offset, int length)
---- 將 字 節 數 組 中 的 數 據 定 義 爲Class 類 型 的 對 象， 字 節 數 組 的 格 式 由 虛 擬 機 規 定。
---- protected final Class findSystemClass(String name)
---- 根 據 指 定 的 類 名 載 入 類， 它 會 自 動 在 當 前 目 錄 和 環 境 變 量“CLASSPATH” 指 定 的 路 徑 中 尋 找， 如 果 找 不 到， 則 會 拋 出ClassNotFoundException 例 外。
---- protected final void resolveClass(Class c)
---- 通 過 載 入 與 指 定 的 類 相 關 的 所 有 類 來 解 析 這 個 類， 這 必 須 在 類 被 使 用 之 前 完 成。
擴 充ClasslLader 類 以 實 現 動 態 類 載 入
---- 理 解 動 態 類 載 入 機 制 的 最 好 辦 法 是 通 過 例 子， 下 面 這 個 完 整 的 例 子 由 四 個 類 組 成， 分 別 解 釋 如 下：
---- 1、MyClassLoader 類 是ClassLoader 類 的 子 類， 它 重 寫 了loadClass 方 法， 實 現 了 將 網 絡 上 用URL 地 址 指 定 的 類 動 態 載 入， 取 得 它 的Class 類 型 對 象 的 功 能。 讀 者 可 根 據 自 己 載 入 類 的 具 體 方 式 改 寫 下 面 的 代 碼。
import java.io.*;
import java.util.*;
import java.net.*;
public class MyClassLoader extends ClassLoader {
//定義哈希表（Hashtable）類型的變量，
用於保存被載入的類數據。
Hashtable loadedClasses;
public MyClassLoader() {
loadedClasses = new Hashtable();
}
public synchronized Class loadClass(String className,
boolean resolve) throws ClassNotFoundException {
Class newClass;
byte[] classData;
//檢查要載入的類數據是否已經被保存在哈希表中。
newClass = (Class) loadedClasses.get(className);
//如果類數據已經存在且resolve值爲true，則解析它。
if (newClass != null){
if (resolve)
resolveClass(newClass);
return newClass;
}
---- /* 首 先 試 圖 從 本 地 系 統 類 組 中 載 入 指 定 類。 這 是 必 須 的， 因 爲 虛 擬 機 將 這 個 類 載 入 後， 在 解 析 和 執 行 它 時 所 用 到 的 任 何 其 他 類， 如java.lang.System 類 等， 均 不 再 使 用 虛 擬 機 的 類 載 入 器， 而 是 調 用 我 們 自 制 的 類 載 入 器 來 加 載。*/
try {
newClass = findSystemClass(className);
return newClass;
} catch (ClassNotFoundException e) {
System.out.println(className+" is not a system class!");
}
//如果不是系統類，
則試圖從網絡中指定的URL地址載入類。
try {
//用自定義方法載入類數據，
存放於字節數組classData中。
classData = getClassData(className);
//由字節數組所包含的數據建立一個class類型的對象。
newClass = defineClass(classData, 0, classData.length);
if (newClass == null)
throw new ClassNotFoundException(className);
} catch (Exception e) {
throw new ClassNotFoundException(className);
}
//如果類被正確載入，
則將類數據保存在哈希表中，以備再次使用。
loadedClasses.put(className, newClass);
//如果resolve值爲true，則解析類數據。
if (resolve){
resolveClass(newClass);
}
return newClass;
}
//這個方法從網絡中載入類數據。
protected byte[] getClassData(String className)
throws IOException {
byte[] data;
int length;
try {
//從網絡中採用URL類的方法
載入指定URL地址的類的數據。
URL url = new URL(className.endsWith(".class") ?
className : className + ".class");
URLConnection connection = url.openConnection();
InputStream inputStream = connection.getInputStream();
length = connection.getContentLength();
data = new byte[length];
inputStream.read(data);
inputStream.close();
return data;
} catch(Exception e) {
throw new IOException(className);
}
}
}
---- 2、 由 於Java 是 強 類 型 檢 查 語 言， 通 過 網 絡 載 入 後 的 類 被 實 例 化 後 只 是 一 個Object 類 型 的 對 象， 虛 擬 機 並 不 知 道 它 包 含 那 些 方 法， 應 從 哪 個 方 法 開 始 執 行。 因 此， 可 以 被 動 態 載 入 的 類 必 須 繼 承 某 一 個 抽 象 類 或 實 現 某 一 個 接 口， 因 爲 父 類 只 能 有 一 個， 所 以 通 常 用 實 現 特 定 接 口 的 辦 法。 下 面 的 代 碼 定 義 了 一 個 接 口 類share 和 它 的 方 法start()。
public interface share {
public void start(String[] option);
}
---- 3、TestClassLoader 類 通 過 使 用MyClassLoader 類 的loadClass() 方 法， 將 指 定URL 地 址 的 類 載 入 並 在 本 地 系 統 執 行 它， 實 現 了 類 的 動 態 載 入。 注 意 在 執 行 被 載 入 類 的 方 法 前 一 定 要 將 它 進 行 強 制 數 據 類 型 轉 換。
public class TestClassLoader {
public static void main(String[] args){
MyClassLoader ll = new MyClassLoader();
Class cc;
Object oo;
String ss = "http://kyzser.ydxx/classLoader/Tested.class";
if (args.length != 0) ss = args[0];
try {
System.out.println("Loading class "+ss+"...");
//使用重寫的方法loadClass()載入類數據。
cc = ll.loadClass(ss);
System.out.println("Creat instance...");
//創建Object類型的類實例。
oo = cc.newInstance();
System.out.println("Call start() method...");
//強制類型轉換並執行被載入類中的方法。
((share) oo).start(args);
}catch (Exception e) {
System.out.println("Caught exception : "+e);
}
}
}
---- 4、Tested 類 很 簡 單， 可 以 將 它 放 在 任 何WEB 服 務 器 上， 但 應 注 意 能 動 態 載 入 且 被 執 行 的 類， 一 定 要 實 現 預 先 定 義 的 接 口 中 的 方 法。 下 面 的 例 子 實 現 了 接 口share 的start 方 法。
public class Tested implements share{
public void start(String[] option){
//填寫程序代碼。
}
}
動 態 類 載 入 機 制 的 幾 點 應 用
---- 1、 開 發 分 布 式 應 用。 這 對 開 發 遠 程 的 客 戶 端 應 用 程 序 最 有 用， 客 戶 端 僅 需 要 安 裝 一 些 基 本 的 系 統 和 一 個 能 實 現 動 態 類 載 入 機 制 的 類， 需 要 本 地 系 統 不 存 在 的 功 能 時， 僅 需 要 從 網 絡 動 態 載 入 並 執 行 相 應 類 即 可 獲 得 特 定 功 能。 因 爲 客 戶 端 所 使 用 的 總 是 軟 件 的 最 新 版 本， 所 以 不 再 存 在 軟 件 的 升 級 和 維 護 問 題， 即 實 現 了 所 謂 的“ 零 管 理” 模 式。
---- 2、 對.class 文 件 加 密。 由 於Java 的 字 節 碼（bytecode） 容 易 被 反 編 譯， 大 部 分 開 發Java 應 用 程 序 的 公 司 均 擔 心 自 己 的 成 果 被 別 人 不 勞 而 獲。 其 實 可 以 將 類 文 件 進 行 適 當 的 加 密 處 理， 執 行 時 使 用 自 己 的 類 載 入 器 進 行 相 應 的 解 密， 就 可 以 解 決 這 個 問 題。
---- 3、 使 第 三 方 開 發 者 易 於 擴 展 你 的 應 用。 從 前 面 可 知， 所 有 可 以 被 你 的 類 載 入 器 動 態 載 入 並 被 執 行 的 類， 必 須 繼 承 你 定 義 的 類 或 實 現 你 定 義 的 接 口， 這 樣， 你 可 以 制 訂 一 些 規 則， 使 其 他 開 發 者 不 必 了 解 你 的 應 用 程 序 也 可 以 擴 充 功 能。
---- 當 然， 有 利 必 有 弊， 在 網 絡 中 使 用 動 態 類 載 入 的 主 要 缺 陷 在 於 安 全 性， 很 難 保 證 不 載 入 不 懷 好 意 的 代 碼， 這 個 問 題 要 靠Java 的 安 全 管 理 器 和 適 當 的 加 密 算 法 來 解 決， 已 超 出 本 文 的 討 論 範 圍。
