Java 能否自定义一个类叫 java.lang.ArrayList

关于这个问题，网上众说纷纭，类似的问题还有：java.lang.System，java.lang.String，java.lang.Math是否自己写一个jdk同名的类。

大概的答案主要分成以下2派：

1. 可以，自定义classloader破坏双亲委派机制（由于系统自带的3个类加载器都加载特定目录下的类，如果我们自己的类加载器放在1个特殊的目录，那末系统的加载器就没法加载，也就是终究还是由我们自己的加载器加载。）
   点评：这个明显是没有实践过的一派人的发言，实践一下就会发现自定义classloader是行不通的。

2. 不可以，即使自定义classloader,重写loadClass或者findClass方法，这样可以加载到自己指定目录下的class文件，但是由于自定义的classloader必须继承 ClassLoader,loadClass 方法会调用父类的 defineClass 方法。
   而父类的这个 defineClass 是一个 final 方法,无法被重写。

    protected final Class defineClass(String name, byte[] b, int off, int len,
                                         ProtectionDomain protectionDomain)
        throws ClassFormatError
    {
        protectionDomain = preDefineClass(name, protectionDomain);
        String source = defineClassSourceLocation(protectionDomain);
        Class c = defineClass1(name, b, off, len, protectionDomain, source);
        postDefineClass(c, protectionDomain);
        return c;
    }
    
    private ProtectionDomain preDefineClass(String name, ProtectionDomain pd)
    {
        if (!checkName(name))
            throw new NoClassDefFoundError("IllegalName: " + name);

        // Note:  Checking logic in java.lang.invoke.MemberName.checkForTypeAlias
        // relies on the fact that spoofing is impossible if a class has a name
        // of the form "java.*"
        if ((name != null) && name.startsWith("java.")) {
            throw new SecurityException
                ("Prohibited package name: " +
                 name.substring(0, name.lastIndexOf('.')));
        }
        if (pd == null) {
            pd = defaultDomain;
        }

        if (name != null) checkCerts(name, pd.getCodeSource());

        return pd;
    }

解密

可以自己写一个java.lang.System，java.lang.String，java.lang.Math，也能够得到编译，然而常规的方式会发现自己写的这个类没有机会被加载到JVM。
JVM中类加载采用的是双亲委派机制，BootStrapClassLoader是顶层父类，ExtClassLoader是BootStrapClassLoader类的子类，AppClassLoader又是ExtClassLoader的子类。

这里以java.lang.String为例，当我是使用到这个类时，Java虚拟机会将java.lang.String类的字节码加载到内存中。
这个时候jdk中自带一个java.lang.String，然而我们自己又写了一个java.lang.String，JVM会加载哪一个呢？

• 因加载某个类时，优先使用父类加载器加载需要使用的类。如果我们自定义了java.lang.String这个类，
• 加载该自定义的String类，该自定义String类使用的加载器是AppClassLoader，根据优先使用父类加载器原理，
• AppClassLoader加载器的父类为ExtClassLoader，所以这时加载String使用的类加载器是ExtClassLoader，但是类加载器ExtClassLoader在jre/lib/ext目录下没有找到String.class类。然后使用ExtClassLoader父类的加载器BootStrapClassLoader，
• 父类加载器BootStrap在JRE/lib目录的rt.jar找到了String.class，将其加载到内存中。这就是类加载器的委托机制。

参考文章
https://www.cnblogs.com/guweiwei/p/6641785.html
https://www.cnblogs.com/alexlo/p/5664543.html

终极结论

上面，只说对了一半(“可以自己写一个java.lang.System，java.lang.String，java.lang.Math，也能够得到编译，然而常规的方式会发现自己写的这个类没有机会被加载到JVM。”)
虽然jdk classloader与自定义classloader搞不定，但是不表示没有其它办法。
既然bootstrapclassloader可以加载java.lang.ArrayList ，那么bootstrapclasscloader扫描的包路径是如何指定的呢

解决方案
Java 命令行提供了如何扩展bootStrap 级别class的简单方法.

• -Xbootclasspath: 完全取代基本核心的Java class 搜索路径. 不常用,否则要重新写所有Java 核心class
• -Xbootclasspath/a: 后缀在核心class搜索路径后面.常用!!
• -Xbootclasspath/p: 前缀在核心class搜索路径前面.不常用,避免引起不必要的冲突.

先来创建一个java.lang.JavaAlioo的java文件，编译并打包成jar javademo-javapackage-1.0.0-SNAPSHOT.jar

% more java/lang/JavaAlioo.java 
package java.lang;

public class JavaAlioo {
    static {
        System.out.println("JavaAlioo加载成功了，哈哈哈哈");
    }

    public void sayhi() {
        System.out.println("HELLO WORLD");
    }

    public static void main(String[] args) {
        new JavaAlioo().sayhi();
    }
}

其次编写测试用例JavaTest.java

% more JavaTest.java 
package com.alioo;

public class JavaTest {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        Class a = Class.forName("java.lang.JavaAlioo");

    }
}

常规运行会报如下错误：

Exception in thread "main" java.lang.SecurityException: Prohibited package name: java.lang
	at java.lang.ClassLoader.preDefineClass(ClassLoader.java:662)
	at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:761)
	at java.security.SecureClassLoader.defineClass(SecureClassLoader.java:142)
	at java.net.URLClassLoader.defineClass(URLClassLoader.java:468)
	at java.net.URLClassLoader.access$100(URLClassLoader.java:74)
	at java.net.URLClassLoader$1.run(URLClassLoader.java:369)
	at java.net.URLClassLoader$1.run(URLClassLoader.java:363)
	at java.security.AccessController.doPrivileged(Native Method)
	at java.net.URLClassLoader.findClass(URLClassLoader.java:362)
	at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:424)
	at sun.misc.Launcher$AppClassLoader.loadClass(Launcher.java:349)
	at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:357)
	at java.lang.Class.forName0(Native Method)
	at java.lang.Class.forName(Class.java:264)
	at com.alioo.JavaTest.main(JavaTest.java:7)

将javademo-javapackage-1.0.0-SNAPSHOT.jar指定到bootstrappath中再运行一把发现就可以了

启动命令中增加如下参数：
-Xbootclasspath/p:/Users/mac/work/gitstudy/javademo/javademo-javapackage/target/javademo-javapackage-1.0.0-SNAPSHOT.jar

说明这里使用-Xbootclasspath/p 与 -Xbootclasspath/a都是可以的

JavaAlioo加载成功了，哈哈哈哈

进一步验证下jdk中的已经有的类java.lang.ArrayList来看看效果

package java.lang;

public class ArrayList {
    static {
        System.out.println("ArrayList加载成功了，哈哈哈哈");
    }

    public void sayhi() {
        System.out.println("ArrayListArrayListArrayListArrayList");
    }

}

启动命令中增加如下参数：
-Xbootclasspath/p:/Users/mac/work/gitstudy/javademo/javademo-javapackage/target/javademo-javapackage-1.0.0-SNAPSHOT.jar

说明这里只能使用-Xbootclasspath/p , 如果使用-Xbootclasspath/a 那么加载的就是jdk自带的java.lang.ArrayList了。

测试结果

ArrayList加载成功了，哈哈哈哈

至此，我们已经成功搞定了自己写的java.lang.JavaAlioo,java.lang.ArrayList的运行效果了，惊不惊喜，意不意外。
再提供另外一种方式也可以搞定，思路也是通过增加bootclasspath，api如下：

instrumentation.appendToBootstrapClassLoaderSearch(new JarFile(spyJarFile));

开源的arthas中用的就是这种方式，有兴趣的可以读读。

参考文章
https://www.cnblogs.com/duanxz/p/3482311.html