Java动态类加载
Java动态加载类的意义和目的：
Java动态加载类主要是为了不改变主程序代码，通过修改配置文件就可以操作不同的对象执行不同的功能。主要有利于系统的扩展，例如当我要改变一个功能，只需要做一个类，然后编写相应的功能，通过配置文件就可以使用新的功能，不需要修改系统的任何地方，只需要添加一个类；充分实现了松散耦合。满足了开闭原则（对修改关闭，对添加或删除开放）；
动态加载类设计模式
几个重要概念
Interface(接口)：定义了一堆未实现的方法（即抽象方法）；它们的具体实现是由要实现这个接口的类来实现方法的具体功能。
Class.forName(String className): 将一个给定的字符串通过forName方法转换成一个类类型，例如：Class.forName(“Integer”)他就能产生一个Integer类型；通过newInstance（）方法可以产生该类的对象。例如ArrayList arr=(ArrayList)Class.forName(“ArrayList”).newInstance()
就产生了一个ArrayList的对象arr，通过它就可以调用ArrayList类的方法。注意：className 对应的字符串的类必须有一个无参的构造方法。
Java动态加载类的实现过程（造汽车为例）
1. 创建一个接口（ICarFactory），他有一个未实现的方法makeCar（）用于制造汽车。
2. 有两个类实现了ICarFactory接口，那么他们也实现了makeCar（）方法。
BYDFactroy类----------------makeCar（）用于制造BYD,他实现了具体的制造BYD的方法
BMWFactroy类--------------makeCar（）用于制造BMW，他实现了具体制造BMW的方法
3. 创建配置文件xml将相应的类名（类全名=包名+类名）写入相应的位置；
4. 创建主程序类，首先声明一个ICarFactory类型的变量icf，然后从xml中读出相应的类名，调用Class.forName(className).instance()得到具体类的实例并赋值给icf，最后通过icf调用makeCar（）方法，就可以得到一辆造好的汽车。
注意：该实验用到的JAR包为dom4j-1.6.1.jar，当然你也可以从property里读或者直接用java解析xml的类这样你就不需要这个外部JAR包了。
创建接口
| package dynamic.test; //接口 用于知道汽车 有一个抽象方法makeCar();实现他的类都要实现该方法 public interface ICarFactory { public void makeCar();//等待实现的造车方法 } |
创建两个实现了接口的类
| //创建BYDFactory类，实现了ICarFactory package dynamic.test; public class BYDFactory implements ICarFactory { //实现了ICarFactory的makeCar()方法 public void makeCar() { System.out.println("BYDFactroy made a BYD for you"); } } //创建BMWFactory类，实现了ICarFactory package dynamic.test; public class BMWFactory implements ICarFactory { //实现了ICarFactory的makeCar()方法 public void makeCar() { System.out.println("BMWFactroy made a BMW for you"); } } |
创建配置文件Factory.xml
| <Factory> <!--相应的造车工厂的类全名，现在的程序可以选dynamic.test.BMWFactory或dynamic.test.BYDFactory --> <Factroy-Name>dynamic.test.BYDFactory</Factroy-Name> </Factory> |
创建测试程序主类
| package dynamic.test; import java.io.File; import org.dom4j.Document; import org.dom4j.DocumentException; import org.dom4j.Element; import org.dom4j.io.SAXReader; public class TestMain { //测试程序主类； public static void main(String[] args){ // 声明接口ICarFactory类型的变量icf ICarFactory icf=null; try { //读xml可参照读写xml的小实验 File file=new File("lib/Factory.xml"); SAXReader reader=new SAXReader(); Document doc=reader.read(file); Element root=doc.getRootElement(); String className=root.elementText("Factroy-Name"); //通过className得到相应的类和类实例,并将其赋给icf；必须确保className //对应的类有一个无参构造方法 icf=(ICarFactory) Class.forName(className).newInstance(); //制造相应的汽车 icf.makeCar(); //处理异常 } catch (DocumentException e) { // TODO Auto-generated catch block System.out.println("找不到该文件..."); } catch (InstantiationException e) { // TODO Auto-generated catch block System.out.println("实例化失败..."); } catch (IllegalAccessException e) { // TODO Auto-generated catch block System.out.println("非法访问..."); } catch (ClassNotFoundException e) { // TODO Auto-generated catch block System.out.println("找不到该类..."); } } } |
程序运行结果 （控制台输出）
| BYDFactroy made a BYD for you |
修改配置文件Factory.xml，将dynamic.test.BYDFactory改为dynamic.test.BMWFactory
| <Factory> <!--相应的造车工厂的类全名，现在的程序可以选dynamic.test.BMWFactory或dynamic.test.BYDFactory --> <Factroy-Name>dynamic.test.BMWFactory</Factroy-Name> </Factory> |
再次运行程序观看结果（控制台输出）
| BMWFactroy made a BMW for you |
可以看到两次运行结果完全不同，并且我们并没有修改程序的任何一处，只是改了配置文件！这就是动态加载类的优势，同时它还可以减轻CPU和内存的负荷。
以下是引用的一篇文章：
最近在成都写一个移动增值项目，俺负责后台server端。功能很简单，手机用户通过GPRS打开Socket与服务器连接，我则根据用户传过来的数据做出响应。做过类似项目的兄弟一定都知道，首先需要定义一个类似于MSNP的通讯协议，不过今天的话题是如何把这个系统设计得具有高度的扩展性。由于这个项目本身没有进行过较为完善的客户沟通和需求分析，所以以后肯定会有很多功能上的扩展，通讯协议肯定会越来越庞大，而我作为一个不那么勤快的人，当然不想以后再去修改写好的程序，所以这个项目是实践面向对象设计的好机会。
首先定义一个接口来隔离类：
package org.bromon.reflect;
public interface Operator
{
public java.util.List act(java.util.List params)
}
根据设计模式的原理，我们可以为不同的功能编写不同的类，每个类都继承Operator接口，客户端只需要针对Operator接口编程就可以避免很多麻烦。比如这个类：
package org.bromon.reflect.*;
public class Success implements Operator
{
public java.util.List act(java.util.List params)
{
List result=new ArrayList();
result.add(new String(“操作成功”));
return result;
}
}
我们还可以写其他很多类，但是有个问题，接口是无法实例化的，我们必须手动控制具体实例化哪个类，这很不爽，如果能够向应用程序传递一个参数，让自己去选择实例化一个类，执行它的act方法，那我们的工作就轻松多了。
很幸运，我使用的是Java，只有Java才提供这样的反射机制，或者说内省机制，可以实现我们的无理要求。编写一个配置文件emp.properties:
#成功响应
1000=Success
#向客户发送普通文本消息
2000=Load
#客户向服务器发送普通文本消息
3000=Store
文件中的键名是客户将发给我的消息头，客户发送1000给我，那么我就执行Success类的act方法，类似的如果发送2000给我，那就执行Load类的act方法，这样一来系统就完全符合开闭原则了，如果要添加新的功能，完全不需要修改已有代码，只需要在配置文件中添加对应规则，然后编写新的类，实现act方法就ok，即使我弃这个项目而去，它将来也可以很好的扩展。这样的系统具备了非常良好的扩展性和可插入性。
下面这个例子体现了动态加载的功能，程序在执行过程中才知道应该实例化哪个类：
package org.bromon.reflect.*;
import java.lang.reflect.*;
public class TestReflect
{
//加载配置文件,查询消息头对应的类名
private String loadProtocal(String header)
{
String result=null;
try
{
Properties prop=new Properties();
FileInputStream fis=new FileInputStream("emp.properties");
prop.load(fis);
result=prop.getProperty(header);
fis.close();
}catch(Exception e)
{
System.out.println(e);
}
return result;
}
//针对消息作出响应,利用反射导入对应的类
public String response(String header,String content)
{
String result=null;
String s=null;
try
{
/*
* 导入属性文件emp.properties,查询header所对应的类的名字
* 通过反射机制动态加载匹配的类,所有的类都被Operator接口隔离
* 可以通过修改属性文件、添加新的类(继承MsgOperator接口)来扩展协议
*/
s="org.bromon.reflect."+this.loadProtocal(header);
//加载类
Class c=Class.forName(s);
//创建类的事例
Operator mo=(Operator)c.newInstance();
//构造参数列表
Class params[]=new Class[1];
params[0]=Class.forName("java.util.List");
//查询act方法
Method m=c.getMethod("act",params);
Object args[]=new Object[1];
args[0]=content;
//调用方法并且获得返回
Object returnObject=m.invoke(mo,args);
}catch(Exception e)
{
System.out.println("Handler-response:"+e);
}
return result;
}
public static void main(String args[])
{
TestReflect tr=new TestReflect();
tr.response(args[0],”消息内容”);
}
}
测试一下：java TestReflect 1000
这个程序是针对Operator编程的，所以无需做任何修改，直接提供Load和Store类，就可以支持2000、3000做参数的调用。
有了这样的内省机制，可以把接口的作用发挥到极至，设计模式也更能体现出威力