類加載器基本概念
顧名思義，類加載器（class loader）用來加載 Java 類到 Java 虛擬機(jī)中。一般來說，Java 虛擬機(jī)使用 Java 類的方式如下：Java 源程序（.java 文件）在經(jīng)過 Java 編譯器編譯之后就被轉(zhuǎn)換成 Java 字節(jié)代碼（.class 文件）。類加載器負(fù)責(zé)讀取 Java 字節(jié)代碼，并轉(zhuǎn)換成 java.lang.Class類的一個實例。每個這樣的實例用來表示一個 Java 類。通過此實例的 newInstance()方法就可以創(chuàng)建出該類的一個對象。實際的情況可能更加復(fù)雜，比如 Java 字節(jié)代碼可能是通過工具動態(tài)生成的，也可能是通過網(wǎng)絡(luò)下載的。
基本上所有的類加載器都是 java.lang.ClassLoader類的一個實例。
public abstract class ClassLoader
extends Object
類加載器的樹狀組織結(jié)構(gòu)
Java 中的類加載器大致可以分成兩類，一類是系統(tǒng)提供的，另外一類則是由 Java 應(yīng)用開發(fā)人員編寫的。系統(tǒng)提供的類加載器主要有下面三個：
- 引導(dǎo)類加載器（bootstrap class loader）：它用來加載 Java 的核心庫，是用原生代碼來實現(xiàn)的，并不繼承自
java.lang.ClassLoader。其父類加載器為NULL。 - 擴(kuò)展類加載器（extensions class loader）：它用來加載 Java 的擴(kuò)展庫。Java 虛擬機(jī)的實現(xiàn)會提供一個擴(kuò)展庫目錄。該類加載器在此目錄里面查找并加載 Java 類。
- 系統(tǒng)類加載器（system class loader）：它根據(jù) Java 應(yīng)用的類路徑（CLASSPATH）來加載 Java 類。一般來說，Java 應(yīng)用的類都是由它來完成加載的。可以通過
ClassLoader.getSystemClassLoader()來獲取它。
除了系統(tǒng)提供的類加載器以外，開發(fā)人員可以通過繼承 java.lang.ClassLoader類的方式實現(xiàn)自己的類加載器，以滿足一些特殊的需求。
除了引導(dǎo)類加載器之外，所有的類加載器都有一個父類加載器。通過ClassLoader中給出的 getParent()方法可以得到。對于系統(tǒng)提供的類加載器來說，系統(tǒng)類加載器的父類加載器是擴(kuò)展類加載器，而擴(kuò)展類加載器的父類加載器是引導(dǎo)類加載器；對于開發(fā)人員編寫的類加載器來說，其父類加載器是加載此類加載器 Java 類的類加載器。因為類加載器 Java 類如同其它的 Java 類一樣，也是要由類加載器來加載的。一般來說，開發(fā)人員編寫的類加載器的父類加載器是系統(tǒng)類加載器。類加載器通過這種方式組織起來，形成樹狀結(jié)構(gòu)。樹的根節(jié)點(diǎn)就是引導(dǎo)類加載器。圖 1中給出了一個典型的類加載器樹狀組織結(jié)構(gòu)示意圖，其中的箭頭指向的是父類加載器。
圖 1. 類加載器樹狀組織結(jié)構(gòu)示意圖
類是由它的全名和類加載器來確定的，由此我們可以看到一個有趣的現(xiàn)象即
在同一個虛擬機(jī)中，可以有兩個類，它們的類名和包名都是相同的。這項技術(shù)在加載來自多處的代碼時非常有用如熱布署就是應(yīng)用這一特性來實現(xiàn)的。
JVM啟動時，首先加載類加載器及其相對應(yīng)的字節(jié)碼(class)，其順序為：
先是bootstrap classloader------（rt.jar），然后是extension classloader
------（jre/lib/ext） ，最后才是system classloader
------（CLASSPATH） 。大家會發(fā)現(xiàn)加載的Class越是重要的越在靠前面。這樣做的原因是出于安全性的考慮，試想如果system classloader“親自”加載了一個具有破壞性的“java.lang.System”類的后果吧。這種委托機(jī)制保證了用戶即使具有一個這樣的類，也把它加入到了類路徑中，但是它永遠(yuǎn)不會被載入，因為這個類總是由bootstrap classloader來加載的。大家可以執(zhí)行一下以下的代碼：
System.out.println(System.class.getClassLoader());
將會看到結(jié)果是null，這就表明java.lang.System是由bootstrap classloader加載的，因為bootstrap classloader(用C++實現(xiàn)的)不是一個真正的ClassLoader實例，而是由JVM實現(xiàn)的。
類的加載過程：
我們知道每個類都有它自已的類加載器（Class.getClassLoader）, 除了引導(dǎo)類加載器之外，所有的類加載器都有一個父類加載器。通過ClassLoader中給出的 getParent()方法可以得到。對于系統(tǒng)提供的類加載器來說，系統(tǒng)類加載器的父類加載器是擴(kuò)展類加載器，而擴(kuò)展類加載器的父類加載器是引導(dǎo)類加載器；對于開發(fā)人員編寫的類加載器來說，其父類加載器是加載此類加載器 Java 類的類加載器。
編寫你自已的類加載器：
只需要繼承ClassLoader類，然后重寫其findClass(String classname)即可。
ClassLoader超類的loadClass方法用于將類的加載操作委托給其
父類加載器去進(jìn)行，只有當(dāng)類尚未加載并且其所有父類加載器也沒有加載此類時，才能調(diào)用你自已的類加載器中的findclass方法。
例法：
class CryptoClassLoader extends ClassLoader
{
/**
* Constructs a crypto class loader.
* @param k the decryption key
*/
public CryptoClassLoader(int k)
{
key = k;
}
protected Class findClass(String name)
{
byte[] classBytes = null;
try {
classBytes = loadClassBytes(name);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
Class cl = defineClass(name, classBytes, 0, classBytes.length);
if (cl == null)
try {
throw new ClassNotFoundException(name);
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
return cl;
}
/**
* Loads and decrypt the class file bytes.
* @param name the class name
* @return an array with the class file bytes
*/
private byte[] loadClassBytes(String name) throws IOException
{
// String cname="classes/com/jimmy/corejava/classloaderTest"+"/"+name+".class";
String cname="classes/com/jimmy/corejava/classloaderTest"+"/"+name+".class";
FileInputStream in = null;
in = new FileInputStream(cname);
try
{
ByteArrayOutputStream buffer = new ByteArrayOutputStream();
int ch;
while ((ch = in.read()) != -1)
{
buffer.write(ch);
}
in.close();
return buffer.toByteArray();
}
finally
{
in.close();
}
}
private int key;
}
為方便測試時，我們可事先給無法找到類的路徑，以防止其其父類加載器加載其類，這們強(qiáng)迫它調(diào)用我們的類加載器，然后在我們的findclass、loadClassBytes 方法中給出能找到此類的路徑，這樣就能得到我們的目的了。
public class ClassLoaderTest
{
public static void main(String[] args)
{
// String firstClass="v2ch09.ClassLoaderTest.Calculator";
String firstClass="FirstClass";
try {
ClassLoader loader = new CryptoClassLoader(Integer.parseInt("3"));
System.out.println("=====>"+ClassLoaderTest.class.getClassLoader().toString());
Object fl= loader.loadClass(firstClass).newInstance();
System.out.println("=====>"+fl.getClass().getClassLoader().toString());
System.out.println(System.class.getClassLoader());
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InstantiationException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e) {
// TODO Auto-generated catch block
e.printStackTrace();
}
}
}
打印結(jié)果為：
=====>sun.misc.Launcher$AppClassLoader@addbf1
=====>v2ch09.ClassLoaderTest.CryptoClassLoader@61de33
運(yùn)用自定義的類加載器，我們可以實現(xiàn)代碼的加密、解密等。
posted on 2012-05-30 22:35
jimmy2009 閱讀(371)
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