重新认识ClassLoader

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ClassLoader类加载器,顾名思义就是将java class文件加载到内存中去的。Java有三种ClassLoader分别是:

  1. Bootstrap Classloader: 启动类加载器,C++实现。主要加载核心类库。加载JRE_HOME/lib下面的类
  2. Extention Classloader: 扩展类加载器,加载JRE_HOME/ext目录下面。
  3. App ClassLoader: 应用类加载器,当前应用的classpath的所有类。 这三个类加载器的加载顺序为启动类加载器->扩展类加载器->应用类加载器 其中Extention Classloader与App Classloader均继承自URLClassLoader。

image.png

他们在类的继承关系上没有什么关系,但是在概念上有父子关系


public class Launcher {
    private ClassLoader loader;
    public Launcher() {
        // Create the extension class loader
        ClassLoader extcl;
        try {
            extcl = ExtClassLoader.getExtClassLoader();
        } catch (IOException e) {
            throw new InternalError(
                "Could not create extension class loader", e);
        }

        // Now create the class loader to use to launch the application
        try {
            loader = AppClassLoader.getAppClassLoader(extcl);
        } catch (IOException e) {
            throw new InternalError(
                "Could not create application class loader", e);
        }

        //设置AppClassLoader为线程上下文类加载器,这个文章后面部分讲解
        Thread.currentThread().setContextClassLoader(loader);
    }

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创建AppClassLoader需要以ExtClassLoader为参数。

双亲委派模式

image.png

AppClassLoader首先调用ExtClassLoader,ExtClassLoader调用BootStrap Classloader,最终若BootStrap无法加载类,则调用Ext,Ext无法加载则调用App,App无法加载则抛出异常。所有类的加载都遵循相同的流程,由于都是调用Parent加载器,因此称为双亲委派模式。

Classloader加载过程

  1. loadClass(String,boolean)实现这个方法的步骤如下:
    • 执行findLoaderClass(String)检测class是否已经被加载
    • 执行父加载器的loadClass方法,若父加载器为null,则jvm内置的Bootstrap加载
    • 若向上委托父加载器没有加载成功,则通过findClass(String)查找。
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
        throws ClassNotFoundException
    {
        synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
            // 首先,检测是否已经加载
            Class<?> c = findLoadedClass(name);
            if (c == null) {
                long t0 = System.nanoTime();
                try {
                    if (parent != null) {
                    	//父加载器不为空则调用父加载器的loadClass
                        c = parent.loadClass(name, false);
                    } else {
                    	//父加载器为空则调用Bootstrap Classloader
                        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();
                    //父加载器没有找到,则调用findclass
                    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) {
            	//调用resolveClass()
                resolveClass(c);
            }
            return c;
        }
    }
复制代码
  1. 实现一个自定义的classloader,建议覆盖findClass()方法,而不要直接改写loadClass。

自定义ClassLoader

  1. 编写一个类继承ClassLoader的类。
  2. 复写findClass()方法。
  3. 在findClass()方法中调用defineClass(),defindClass将二机制内容转换成Class对象,不符合要求则抛出异常。
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;


public class DiskClassLoader extends ClassLoader {
	
	private String mLibPath;
	
	public DiskClassLoader(String path) {
		// TODO Auto-generated constructor stub
		mLibPath = path;
	}

	@Override
	protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
		// TODO Auto-generated method stub
		
		String fileName = getFileName(name);
		
		File file = new File(mLibPath,fileName);
		
		try {
			FileInputStream is = new FileInputStream(file);
			
			ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
			int len = 0;
	        try {
	            while ((len = is.read()) != -1) {
	            	bos.write(len);
	            }
	        } catch (IOException e) {
	            e.printStackTrace();
	        }
	        
	        byte[] data = bos.toByteArray();
	        is.close();
	        bos.close();
	        
	        return defineClass(name,data,0,data.length);
			
		} catch (IOException e) {
			// TODO Auto-generated catch block
			e.printStackTrace();
		}
		
		return super.findClass(name);
	}

	//获取要加载 的class文件名
	private String getFileName(String name) {
		// TODO Auto-generated method stub
		int index = name.lastIndexOf('.');
		if(index == -1){ 
			return name+".class";
		}else{
			return name.substring(index+1)+".class";
		}
	}
	
}

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