【Java】Java:我的核心类不是你想破坏就破坏的!

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这是我参与8月更文挑战的第7天,活动详情查看:8月更文挑战

前面学了类加载机制,也学了双亲委派的逻辑,还写了写如何自己定义加载器,居然没有写怎么打破双亲委派机制?

疏忽了疏忽了。

先来写一个类加载器

/**
 * 自定义加载器
 * Created on 2021/8/25.
 *
 * @author xuxiaobai
 */
public class MyClassLoader extends ClassLoader {
    private String classPath;
​
    public MyClassLoader(String classPath) {
        this.classPath = classPatetName());
    }
​
    /**
     * 这里的代码,我直接从 ClassLoader 中拉过来的,这里注释一些代码
     * 加载类的逻辑就变成了:
     * 先从自己加载的区域中查找类,如果没有就去 classPath 上找
     * @param name
     * @param resolve
     * @return
     * @throws ClassNotFoundException
     */
    @Override
    public 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;
        }
    }
​
    /**
     * 去 classPath 中加载类
     * @param name
     * @return
     * @throws ClassNotFoundException
     */
    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        try {
            byte[] data = loadByte(name);
            //上面的只是类文件的数据,需要调用下面这个方法,才能把类文件数据转成一个类对象
            return defineClass(name, data, 0, data.length);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return super.findClass(name);
    }
​
​
    /**
     * 从磁盘导入文件数据
     *
     * @param name 类名
     * @return 类文件数据
     * @throws IOException
     */
    private byte[] loadByte(String name) throws IOException {
        name = name.replaceAll("\.", "/");
        //别忘记加.class
        File classFile = new File(classPath + "/" + name + ".class");
        FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(classFile);
        byte[] data = new byte[fileInputStream.available()];
        fileInputStream.read(data);
        fileInputStream.close();
        return data;
    }
}

可以看到,我跳过了调用父加载器加载类的方法,也跳过了启动加载器的加载方法,而是直接由自己来加载。加载时又会去自己的 classPath 目录下加载。

再来写一个 String 类

我们都知道,双亲委派是为了防止核心的类被破坏,然而我们今天就是要逆其道而行之,就是要破坏核心类,String!你给我过来!

我们先需要使用 IDEA 来创建一个 String 类

然后就编写它,这里不写什么代码了

package test.entity;
​
/**
 * Created on 2021/8/30.
 *
 * @author xuxiaoba
*/
public class String {
    static {
        System.out.println("--我是自定义的String--");
    }
}

本来想用这个小锤子来编辑我们的 String 类的。

奈何 IDEA 会报错,只能通过 javac 来编译了,把文件复制到一个目录下,我这里复制到了“D:\src\main\java\test\entity”,然后编译。

没有报错就好。

加载 String 类

在 MyClassLoader 类中加上一个 main 方法,这里不重复复制了。

public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        MyClassLoader myClassLoader = new MyClassLoader("D:/src/main/java");
        Class<?> clazz = myClassLoader.loadClass("test.entity.String");
        System.out.println(clazz.getName());
    }

运行

Bug 总是突如其来的。

它找 Object 类,怎么找到我的 D盘去了。

难道,这就是打破双亲委派带来的后果?不管那么多,先试着解决一下。

居然是找不到 Object 类,这个就跟上一篇文章有关联了,加载一个类,会触发父类的 init 方法,从而触发父类的加载,也就是说,我这里打破了双亲委派,所以 JVM都使用了我们自定义的类加载器来加载类。

这里,我们先加一个 Object 类到 ”D:/src/main/java/java/lang“中试试。

Java 的 Object 类我们需要到 jre 的 lib包下,找到 rt.jar,然后解压,就可以找到 Object.class 了。

让我们再次运行!

哦吼,看来不行,因为我们继承了 ClassLoader,ClassLoader 会限制我们去加载 java.lang 包下的类,啊这,看来想要破坏 Java 的核心类还是任重而道远啊。

总的来说,我们还是打破了双亲委派机制,让我们来写一个简单的类来检验一下吧。

最后

package test.entity;
​
/**
 * Created on 2021/8/30.
 *
 * @author xuxiaobai
 */
public class A {
    static {
        System.out.println("--A--");
    }
}

这次就可以使用 IDEA 的小锤子来编译这个类了,编译完后去“target/classes”下找到自己的类,有时候类会编译不出来,把“target”删掉再编译一次就好了,然后把这个 .class 文件复制到“D:\src\main\java\test\entity”下,然后把 IDEA 中的这个类删掉。

修改 MyClassLoader 的 main 方法。

我运行了一下,还是会报Prohibited package name: java.lang,看来我们还要修改代码呢,虽然不加载 String 类了,但是还是会通过我们的类加载器加载 Object 类。

只能想 Java 低头了,改成了只有到加载 test.entity包下的类才会打破双亲委派机制。

/**
 * 自定义加载器
 * Created on 2021/8/25.
 *
 * @author xuxiaobai
 */
public class MyClassLoader extends ClassLoader {
    private String classPath;
​
    public MyClassLoader(String classPath) {
        this.classPath = classPath;
    }
​
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        MyClassLoader myClassLoader = new MyClassLoader("D:/src/main/java");
        Class<?> clazz = myClassLoader.loadClass("test.entity.A");
        System.out.println(clazz.getName());
    }
​
    /**
     * 这里的代码,我直接从 ClassLoader 中拉过来的,这里注释一些代码
     * 加载类的逻辑就变成了:
     * 先从自己加载的区域中查找类,如果没有就去 classPath 上找
     *
     * @param name
     * @param resolve
     * @return
     * @throws ClassNotFoundException
     */
    @Override
    public 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();
                if (name.startsWith("test.entity")) {
                    //只有当以 test.entity 开头的类才会打破双亲委派机制
                    c = findClass(name);
                } else {
                    c = this.getParent().loadClass(name);
                }
                // If still not found, then invoke findClass in order
                // to find the class.
                long t1 = System.nanoTime();
​
​
                // this is the defining class loader; record the stats
                PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                PerfCounter.getFindClasses().increment();
                if (resolve) {
                    resolveClass(c);
                }
            }
            return c;
        }
    }
​
​
    /**
     * 去 classPath 中加载类
     *
     * @param name
     * @return
     * @throws ClassNotFoundException
     */
    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        try {
            byte[] data = loadByte(name);
            //上面的只是类文件的数据,需要调用下面这个方法,才能把类文件数据转成一个类对象
            return defineClass(name, data, 0, data.length);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return super.findClass(name);
    }
​
​
    /**
     * 从磁盘导入文件数据
     *
     * @param name 类名
     * @return 类文件数据
     * @throws IOException
     */
    private byte[] loadByte(String name) throws IOException {
        name = name.replaceAll("\.", "/");
        //别忘记加.class
        File classFile = new File(classPath + "/" + name + ".class");
        FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(classFile);
        byte[] data = new byte[fileInputStream.available()];
        fileInputStream.read(data);
        fileInputStream.close();
        return data;
    }
}
​

最后运行一次!

这里还有个小问题,今天写了两个小时了,有点累了,欢迎各位大佬来补