【正文】Java类加载器( CLassLoader )死磕 6:
自定义网络类加载器
本小节目录
6.1. 自定义网络类加载器的类设计
6.2. 文件传输Server端的源码
6.3. 文件传输Client端的源码
6. 4 自定义加载器SocketClassLoader的源码
6.5. SocketClassLoader的使用
前面提到，除了通过Java内置的三大加载器，从JVM中系统属性中设置的三大地盘加载Java类，还存多种的获取Class文件途径。其中非常重要的一种途径，就是网络。
通过网络的加载类，就得依赖网络的传输协议。
网络的传输协议有很多种，比方说TCP、HTTP、SMB等等，都可以用来实现网络的类字节码的传输。
TCP是最为基础的，也是一种传输可靠的传输协议。本小节通过TCP协议，实现自定义的网络类加载器。
1.1.1. 自定义网络类加载器的类设计
服务端的类图如下：
客户端的类图：
1.1.2. 文件传输Server端的源码
文件传输Server端的工作：
开启一个ServerSocket服务，等待Client客户端的TCP连接。
对于每一个客户端TCP连接，开启一个单独的线程，处理文件的请求和发送文件数据。
独立线程首先会接受客户端传输过来的文件名称，根据文件名称，在自定义的类路径下查找文件。这里的类路径是这个第三方类库的路径，为了可以灵活多变，并且与源代码工程的输出路径相不能相同，也在System.properties 配置文件增加配置项，具体为：
class.server.path=D:/疯狂创客圈 死磕java/code/out2/
此配置项在前面的案例中，已经用到了，后面也会多次用到。
服务端找到文件后，开始向客户端传输数据。首先传输文件的大小，然后在传输文件的内容。
简单粗暴，直接上源码。
public class SocketClassServer
{
ServerSocket serverSocket = null;
static String filePath = null;
public SocketClassServer() throws Exception
{
serverSocket = new ServerSocket(SystemConfig.SOCKET_SERVER_PORT);
this.filePath = SystemConfig.CLASS_SERVER_PATH;
startServer();
}
/**
* 启动服务端
* 使用线程处理每个客户端传输的文件
*
* @throws Exception
*/
public void startServer()
{
while (true)
{
// server尝试接收其他Socket的连接请求，server的accept方法是阻塞式的
Logger.info("server listen at:" + SystemConfig.SOCKET_SERVER_PORT);
Socket socket = null;
try
{
socket = serverSocket.accept();
// 每接收到一个Socket就建立一个新的线程来处理它
new Thread(new SendTask(socket)).start();
} catch (Exception e)
{
e.printStackTrace();
}
}
}
/**
* 处理客户端传输过来的文件线程类
*/
class SendTask implements Runnable
{
private Socket socket;
private DataInputStream dis;
private FileOutputStream fos;
public SendTask(Socket socket)
{
this.socket = socket;
}
@Override
public void run()
{
try
{
dis = new DataInputStream(socket.getInputStream());
// 文件名
String fileName = dis.readUTF();
DataOutputStream dos = new DataOutputStream(socket.getOutputStream());
sendFile(fileName, dos);
} catch (Exception e)
{
e.printStackTrace();
} finally
{
IOUtil.closeQuietly(fos);
IOUtil.closeQuietly(dis);
IOUtil.closeQuietly(socket);
}
}
private void sendFile(String fileName, DataOutputStream dos) throws Exception
{
fileName = classNameToPath(fileName);
fileName = SocketClassServer.filePath + File.separator + fileName;
File file = new File(fileName);
if (!file.exists())
{
throw new Exception("file not found! :" + fileName);
}
long fileLen = file.length();
//先传输文件长度
dos.writeLong(fileLen);
dos.flush();
FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
// 开始传输文件
Logger.info("======== 开始传输文件 ========");
byte[] bytes = new byte[1024];
int length = 0;
long progress = 0;
while ((length = fis.read(bytes, 0, bytes.length)) != -1)
{
dos.write(bytes, 0, length);
dos.flush();
progress += length;
Logger.info("| " + (100 * progress / fileLen) + "% |");
}
Logger.info("======== 文件传输成功 ========");
}
}
private String classNameToPath(String className)
{
return className.replace('.', '/') + ".class";
}
public static void main(String[] args)
{
try
{
SocketClassServer socketServer = new SocketClassServer();
socketServer.startServer();
} catch (Exception e)
{
e.printStackTrace();
}
}
}
源码比较长，建议运行main函数，先将服务端的源码跑起来，然后再阅读代码，这样阅读起来更加容易懂。
另外，在使用基于网络的类加载器之前，一定要确保服务端的代码先执行。否则客户端会报错。
案例路径：com.crazymakercircle.classLoader.SocketClassServer
案例提示：无编程不创客、无案例不学习。一定要跑案例哦
运行的结果是：
<clinit> |> 开始加载配置文件到SystemConfig loadFromFile |> load properties: /system.properties startServer |> server listen at:18899
看到以上结果，表示服务端开始启动。监听了18899端口，等待客户端的连接。
1.1.3. 文件传输Client端的源码
客户端的工作：
建立和服务器的TCP连接后，首先做的第一步工作，是发送文件名称给服务器端。
然后阻塞，直到服务器的数据过来。客户端开始接受服务器传输过来的数据。接受数据的工作由函数receivefile（）完成。
整个的数据的读取工作分为两步，先读取文件的大小，然后读取传输过来的文件内容。
简单粗暴，直接上源码。
public class SafeSocketClient {
private Socket client;
private FileInputStream fis;
private DataOutputStream dos;
/**
* 构造函数<br/>
* 与服务器建立连接
*
* @throws Exception
*/
public SafeSocketClient() throws IOException {
this.client = new Socket(
SystemConfig.SOCKET_SERVER_IP,
SystemConfig.SOCKET_SERVER_PORT
);
Logger.info("Cliect[port:" + client.getLocalPort() + "] 成功连接服务端");
}
/**
* 向服务端去取得文件
*
* @throws Exception
*/
public byte[] getFile(String fileName) throws Exception {
byte[] result = null;
try {
dos = new DataOutputStream(client.getOutputStream());
// 文件名和长度
dos.writeUTF(fileName);
dos.flush();
DataInputStream dis = new DataInputStream(client.getInputStream());
result = receivefile(dis);
Logger.info("文件接收成功,File Name：" + fileName);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
IOUtil.closeQuietly(fis);
IOUtil.closeQuietly(dos);
IOUtil.closeQuietly(client);
}
return result;
}
public byte[] receivefile(DataInputStream dis) throws Exception {
int fileLength = (int) dis.readLong();
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream(fileLength);
long startTime = System.currentTimeMillis();
Logger.info("block IO 传输开始：");
// 开始接收文件
byte[] bytes = new byte[1024];
int length = 0;
while ((length = dis.read(bytes, 0, bytes.length)) != -1) {
DeEnCode.decode(bytes,length);
bos.write(bytes, 0, length);
bos.flush();
}
Logger.info(" Size：" + IOUtil.getFormatFileSize(fileLength));
long endTime = System.currentTimeMillis();
Logger.info("block IO 传输毫秒数：" + (endTime - startTime));
bos.flush();
byte[] result = bos.toByteArray();
IOUtil.closeQuietly(bos);
return result;
}
}
案例路径：com.crazymakercircle.classLoader.SocketClassClient
案例提示：无编程不创客、无案例不学习。
此案例类没法独立运行，因为没有运行的入口。只能作为基础类，供其他类调用。
1.1.4. 自定义加载器SocketClassLoader的源码
前面讲到，自定义类加载器，首先要继承ClassLoader抽象类，并且重写其findClass()方法。
在重写的findClass()方法中，完成以下三步：
（1）在自己的地盘（查找路径），获取对应的字节码；
（2）并完成字节码到Class类对象的转变；
（3）返回Class类对象。
简单粗暴，直接上源码。
public class SocketClassLoader extends ClassLoader {
public SocketClassLoader() {
// super(null);
}
protected Class> findClass(String name)
throws ClassNotFoundException {
Logger.info("findClass name = " + name);
byte[] classData = null;
try {
SocketClassClient client = new SocketClassClient();
classData = client.getFile(name);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
throw new ClassNotFoundException();
}
if (classData == null) {
throw new ClassNotFoundException();
} else {
return defineClass(name, classData, 0, classData.length);
}
}
}
案例路径：com.crazymakercircle.classLoader.SocketClassClient
有了前面的基础，此源码超级简单，关键的两行，就是下面这个两行：
SafeSocketClient client = new SafeSocketClient();
classData = client.getFile(name);
上面一行，实例化一个SafeSocketClient 客户端client对象。下面一行，通过取得 client对象的client.getFile(name) 方法，通过网络TCP协议，获得类的字节码。
至于findClass（）方法中的其他的处理工作，和前面的文件系统内加载器FileClassLoader 中的findClass（），是一样的。
这里不做赘述。
1.1.5. SocketClassLoader的使用
简单粗暴，先上代码：
public class SocketLoaderDemo
{
public static void testLoader()
{
try
{
SocketClassLoader classLoader = new SocketClassLoader();
String className = SystemConfig.PET_DOG_CLASS;
Class dogClass = classLoader.loadClass(className);
Logger.info("显示dogClass的ClassLoader =>");
ClassLoaderUtil.showLoader4Class(dogClass);
IPet pet = (IPet) dogClass.newInstance();
pet.sayHello();
} catch (ClassNotFoundException e)
{
e.printStackTrace();
} catch (IllegalAccessException e)
{
e.printStackTrace();
} catch (InstantiationException e)
{
e.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args)
{
testLoader();
}
}
案例路径：com.crazymakercircle.classLoaderDemo.base.SocketLoaderDemo
案例提示：无编程不创客、无案例不学习。一定要跑案例哦
运行的结果是：
<clinit> |> 开始加载配置文件到SystemConfig loadFromFile |> load properties: /system.properties findClass |> findClass name = com.crazymakercircle.otherPet.pet.LittleDog <init> |> Cliect[port:51525] 成功连接服务端 receivefile |> block IO 传输开始： receivefile |> Size：2.0KB receivefile |> block IO 传输毫秒数：8 getFile |> 文件接收成功,File Name：com.crazymakercircle.otherPet.pet.LittleDog testLoader |> 显示dogClass的ClassLoader => showLoaderTree |> com.crazymakercircle.classLoader.SocketClassLoader@34ce8af7 showLoaderTree |> sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2 showLoaderTree |> sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@51016012 Disconnected from the target VM, address: '127.0.0.1:51523', transport: 'socket' sayHello |> 嗨，大家好！我是LittleDog-1
看到以上结果，表示客户端成功接收了字节码文件，并且成功加载了类。
扩展一下，例如你的第三方的字节码是放在数据库中，也可类似的自己写个类加载器，从指定的数据库加载二进制类。
源码：
代码工程: classLoaderDemo.zip
下载地址：在疯狂创客圈QQ群文件共享。
疯狂创客圈：如果说Java是一个武林，这里的聚集一群武痴， 交流编程体验心得
QQ群链接：疯狂创客圈QQ群
无编程不创客，无案例不学习。 一定记得去跑一跑案例哦
类加载器系列全目录
1.导入
2. JAVA类加载器分类
3. 揭秘ClassLoader抽象基类
4. 神秘的双亲委托机制
5. 入门案例：自定义一个文件系统的classLoader
6. 基础案例：自定义一个网络类加载器
7. 中级案例：设计一个加密的自定义网络加载器
8. 高级案例1：使用ASM技术，结合类加载器，解密AOP原理
9. 高级案例2：上下文加载器原理和案例