自定义类加载器

相关类:ClassLoader
相关方法:findClass;defineClass(将字节数组变成Class对象);loadClass;
【双亲委派模型】使用模板模式实现在 loadClass 方法中。
loadClass 的源码:

    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;
        }
    }

自定义类加载器两种实现:

  1. 遵守双亲委派模型:继承 ClassLoader,重写 findClass 方法。
  2. 不遵守双亲委派模型:继承 ClassLoader,重写 loadClass 方法。

一、遵守双亲委派模型

1.1 自定义类加载器

代码:

package classloader;

import java.io.*;

public class MyClassLoader extends ClassLoader {
    private String classPath;
    public MyClassLoader(String path) {
        classPath = path;
    }
    @Override
    protected Class findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        // TODO Auto-generated method stub
        // 参数 name 为类的全限定名,作为 defineClass 方法的参数
        // 第一步:将 class 文件读入字节数组
        FileInputStream in = null;
        ByteArrayOutputStream out = null;
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        try {
            in = new FileInputStream(classPath);
            out = new ByteArrayOutputStream();
            while((len = in.read(buffer)) > 0) {
                out.write(buffer, 0, len);
            }
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        byte[] classByteArray = out.toByteArray();
        
        // 第二步:调用 defineClass 将字节数组变成 Class 对象
        return this.defineClass(name, classByteArray, 0, classByteArray.length);
    }
    
}

1.2 测试

待加载类:

package code;

public class Reverse{
    public static void main(String[] args){
        int i = 0, j = args.length-1;
        while(i < j){
            String temp = args[i];
            args[i] = args[j];
            args[j] = temp;
            i++;
            j--;
        }
        for(i = 0; i < args.length; ++i){
            System.out.print(args[i]+" ");
        }
    }
}

实现了一个数组反转。

测试类:

package test;

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import classloader.MyClassLoader;

public class Main{
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        MyClassLoader mcl = new MyClassLoader("C:\\Users\\sunjian\\Desktop\\code\\Reverse.class");
        Class r = mcl.loadClass("code.Reverse");
        System.out.println(r.getClassLoader());
        System.out.println(r.getName());
        r.getMethod("main", String[].class).invoke(null, new Object[] {new String[] {"1", "2", "3"}});
    }
}

首先测试是否遵守双亲委派模型:
当前工程和桌面都有 Reverse.class。
测试结果:


自定义类加载器_第1张图片
image.png

可以看到,应用类加载器将当前工程下的 Reverse.class 加载进来。
符合预期,遵守了双亲委派模型。

删除当前工程下的 Reverse.class,看是否能加载桌面上的 Reverse.class。
运行结果:


自定义类加载器_第2张图片
image.png

当所有父加载器都加载失败后,我们的自定义类加载器起作用了,成功将桌面上的 Reverse.class 加载进来。

二、不遵守双亲委派模型

当我们需要同时把当前工程和桌面的 Reverse.class 都加载进内存时,就需要定义一个不遵守双亲委派模型的类加载器。

package classloader;

import java.io.*;

public class MyClassLoader1 extends ClassLoader {
    private String classPath, className;
    public MyClassLoader1(String path, String name) {
        classPath = path;
        className = name;
    }

    @Override
    public Class loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        // TODO Auto-generated method stub
        // 依赖类调用 super 的方法加载
        if(!name.equals(className)) return super.loadClass(name);
        
        // 将 class 文件读入字节数组
        FileInputStream in = null;
        ByteArrayOutputStream out = null;
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len;
        try {
            in = new FileInputStream(classPath);
            out = new ByteArrayOutputStream();
            while((len = in.read(buffer)) > 0) {
                out.write(buffer, 0, len);
            }
        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
        byte[] classByteArray = out.toByteArray();
        
        // 调用 defineClass 将字节数组变成 Class 对象
        return this.defineClass(name, classByteArray, 0, classByteArray.length);
    }
    
}

测试类:

package test;

import classloader.MyClassLoader;
import classloader.MyClassLoader1;

public class Main{
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        MyClassLoader mcl = new MyClassLoader("C:\\Users\\sunjian\\Desktop\\code\\Reverse.class");
        Class r = mcl.loadClass("code.Reverse");
        System.out.println(r.getClassLoader());
        System.out.println(r.getName());
        r.getMethod("main", String[].class).invoke(null, new Object[] {new String[] {"1", "2", "3"}});
        
        System.out.println();
        System.out.println("--------------------------");
        
        MyClassLoader1 mcl1 = new MyClassLoader1("C:\\Users\\sunjian\\Desktop\\code\\Reverse.class", "code.Reverse");
        Class r1 = mcl1.loadClass("code.Reverse");
        System.out.println(r1.getClassLoader());
        System.out.println(r1.getName());
        r1.getMethod("main", String[].class).invoke(null, new Object[] {new String[] {"1", "2", "3"}});
        
        System.out.println();
        System.out.println("--------------------------");
        
        System.out.println(r.newInstance() instanceof code.Reverse);
        System.out.println(r1.newInstance() instanceof code.Reverse);
    }
}

运行结果:


自定义类加载器_第3张图片
image.png

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