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Java中的ClassLoader類加載器使用詳解

更新時間：2023年10月07日 09:26:47 作者：cloneme01

這篇文章主要介紹了Java中的ClassLoader類加載器使用詳解,ClassLoader用于將CLASS文件動態(tài)加載到JVM中去,是所有類加載器的基類,所有繼承自抽象的ClassLoader的加載器,都會優(yōu)先判斷是否被父類加載器加載過,防止多次加載,需要的朋友可以參考下

1. CLASSLOADER是什么

ClassLoader，類加載器。用于將CLASS文件動態(tài)加載到JVM中去，是所有類加載器的基類(Bootstrap ClassLoader不繼承自ClassLoader)，所有繼承自抽象的ClassLoader的加載器，都會優(yōu)先判斷是否被父類加載器加載過，防止多次加載。

官網(wǎng)的JVM：https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/jvms8.pdf

（1）定義：

把“類加載階段”中的「通過一個類的全限定名來獲取描述此類的二進(jìn)制字節(jié)流」這個動作放到JAVA虛擬機外部去實現(xiàn)，以便讓應(yīng)用程序自己決定如何去獲取所需要的類。

實現(xiàn)這個動作的代碼模塊稱為「類加載器」。

（2）作用：

CLASSLOADER的作用就是將CLASS文件讀入內(nèi)存中，并為之生成對應(yīng)的java.lang.Class對象。

2. 三個默認(rèn)CLASSLOADER

①. BootStrap ClassLoader : 啟動類加載器，在JVM啟動時創(chuàng)建，用于加載JAVA核心類庫。它是JVM的一部分，主要加載JVM自身工作所需要的類。

②. Extension ClassLoader : 擴展類加載器，加載目錄%JRE_HOME%\lib\ext目錄下的JAR包和CLASS文件。

③. Application ClassLoader : 應(yīng)用程序類加載器，加載應(yīng)用程序CLASSPATH目錄下的所有JAR包和CLASS文件。

在這里插入圖片描述

3. 默認(rèn)CLASSLOADER的關(guān)系

(1) 加載關(guān)系

①. ExtentionClassLoader的父加載器是BootstrapClassLoader。 ②. AppclassLoader的父加載器是ExtentionClassLoader。

(2) 繼承關(guān)系

①. ExtentionClassLoader對應(yīng)的是ExtClassLoader.java，是在sun.misc.Launcher類中作為一個內(nèi)部類的，父類是java.net.URLClassLoader；

②. AppclassLoader對應(yīng)的是AppClassLoader.java，也是在sun.misc.Launcher類中作為一個內(nèi)部類的，父類也是java.net.URLClassLoader；

③. BootstrapClassLoader是C++編寫的，沒有對應(yīng)的java類，所以也成不了父類。

(3) 檢查順序和加載順序

AppClassLoader和ExtClassLoader是Launcher的靜態(tài)內(nèi)部類，在程序啟動時JVM會創(chuàng)建Launcher對象，Launcher構(gòu)造器會同時會創(chuàng)建擴展類加載器和應(yīng)用類加載器。

①. 加載過程中會先檢查類是否被已加載，檢查順序是自底向上，從User ClassLoader到BootStrap ClassLoader逐層檢查，只要某個CLASSLOADER已加載過此類，就視為此類已被加載，保證此類在所有CLASSLOADER中只被加載一次；加載順序是自頂向下，從BootStrap ClassLoader到User ClassLoader逐層嘗試加載此類；

②. 在加載類時，每個類加載器都會將加載任務(wù)上交給其父類，如果其父類找不到，再由自己去加載；

③. Bootstrap Loader（啟動類加載器）是最頂級的類加載器了，其父加載器為NULL。

4. 自定義CLASSLOADER

如果我們自定義一個加載器，一般繼承自java.lang.ClassLoader類，或者繼承他的子類，比如：java.net.URLClassLoader，此時默認(rèn)的父加載器是AppClassLoader。具體步驟如下：

①. 編寫一個繼承自 java.lang.ClassLoader 或者 java.net.URLClassLoader 的類；

②. 重寫findClass()方法或者重寫loadClass()方法；

③. 在findClass()中使用defineClass()方法，這個方法是父類ClassLoader中的方法。

// 定義一個JAVA類
public class Hello {
    public String say() {
        System.out.println("HELLO WORLD!");
        return "OK";
    }
}
// 自定義類加載器
public class MyClassLoader extends ClassLoader {
    private String path;
    MyClassLoader(String path) {
        this.path = path;
    }
    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        try {
            File file = new File(this.path.concat(name).concat(".class"));
            FileInputStream in = new FileInputStream(file);
            ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
            byte[] bytes = new byte[1024];
            int length = -1;
            while ((length = in.read(bytes)) != -1) {
                out.write(bytes, 0, length);
            }
            return defineClass(name, bytes, 0, bytes.length);
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return super.findClass(name);
    }
}
// 調(diào)用測試
public class T {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String path = Hello.class.getClassLoader().getResource("org/apache/atlas/util/").getPath();
        MyClassLoader my = new MyClassLoader(path);
        // 注意需要帶上包路徑
        Class<?> cls = my.loadClass("org.apache.atlas.util.Hello");
        Object hello = cls.newInstance();
        Method method = cls.getMethod("say", null);
        method.invoke(hello);
    }
}