使用自定义 classloader 的正确姿势

时间：2021-02-16 06:21:35

详细的原理就不多说了，网上一大把， 但是， 看了很多很多， 即使看了jdk 源码， 说了罗里吧嗦， 还是不很明白：

到底如何正确自定义ClassLoader， 需要注意什么

ExtClassLoader 是什么鬼

自定义ClassLoader具体是如何加载 类的。。

直接上代码：

import java.io.ByteArrayOutputStream;

import java.io.FileInputStream;

import java.io.FileNotFoundException;

import java.io.IOException;

import java.io.InputStream;

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;

import java.lang.reflect.Method;

import java.nio.ByteBuffer;

import java.nio.channels.Channels;

import java.nio.channels.FileChannel;

import java.nio.channels.WritableByteChannel;

import java.util.Date;

import com.lk.AbcBean;

public class ClassLoaderLK extends ClassLoader {

    /**

     * @param args

     */

    public static void main(String[] args) {

//        this.class.getSystemClassLoader();

        String ext = "java.ext.dirs";

        System.out.println("java.ext.dirs :\n" + System.getProperty(ext));

        String cp = "java.class.path";

        System.out.println("java.class.path :\n" + System.getProperty(cp));

        ClassLoader currentClassloader = ClassLoaderLK.class.getClassLoader();

        String pp = "d:\\testcl\\";

        ClassLoaderLK cl = new ClassLoaderLK(currentClassloader, pp);

        System.out.println();

        System.out.println("currentClassloader is " + currentClassloader);

        System.out.println();

        String name = "com.lk.AbcBean.class";

        name = "com.lk.AbcBean";

        try {

            Class<?> loadClass = cl.loadClass(name);

            Object object = loadClass.newInstance();

//            AbcBean ss = (AbcBean) object; // 无法转换的 (1)

//            ss.greeting();  (1)

            System.out.println();

            System.out.println(" invoke some method !");

            System.out.println();

            Method method = loadClass.getMethod("greeting");

            method.invoke(object);

        } catch (ClassNotFoundException e) {

            // TODO Auto-generated catch block

            e.printStackTrace();

        } catch (InstantiationException e) {

            // TODO Auto-generated catch block

            e.printStackTrace();

        } catch (IllegalAccessException e) {

            // TODO Auto-generated catch block

            e.printStackTrace();

        } catch (NoSuchMethodException e) {

            // TODO Auto-generated catch block

            e.printStackTrace();

        } catch (SecurityException e) {

            // TODO Auto-generated catch block

            e.printStackTrace();

        } catch (IllegalArgumentException e) {

            // TODO Auto-generated catch block

            e.printStackTrace();

        } catch (InvocationTargetException e) {

            // TODO Auto-generated catch block

            e.printStackTrace();

        }

    }

    private ClassLoader parent = null; // parent classloader

    private String path;

    public ClassLoaderLK(ClassLoader parent, String path) {

        super(parent);

        this.parent = parent; // 这样做其实是无用的

        this.path = path;

    }

    public ClassLoaderLK(String path) {

        this.path = path;

    }

    @Override

    public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {

//        return super.loadClass(name);

        Class<?> cls = findLoadedClass(name);

        if (cls == null) {

//            cls = getSystemClassLoader().loadClass(name); (2)// SystemClassLoader 会从classpath下加载

//            if (cls == null) {(2)

            // 默认情况下， 当前cl的parent是 SystemClassLoader，

            // 而当前cl的parent的parent 才是ExtClassLoader

                ClassLoader parent2 = getParent().getParent();

//                System.out.println("Classloader is : " + parent2); 

                try {

                    System.out.println("try to use ExtClassLoader to load class : " + name);

                    cls = parent2.loadClass(name);

                } catch (ClassNotFoundException e) {

                    System.out.println("ExtClassLoader.loadClass :" + name + " Failed");

                }

//            }(2)

            if (cls == null) {

                System.out.println("try to ClassLoaderLK load class : " + name);

                cls = findClass(name);

                if (cls == null) {

                    System.out.println("ClassLoaderLK.loadClass :" + name + " Failed");

                } else {

                    System.out.println("ClassLoaderLK.loadClass :" + name + " Successful");

                }

            } else {

                System.out.println("ExtClassLoader.loadClass :" + name + " Successful");

            }

        }

        return cls;

    }

    @Override

    @SuppressWarnings("rawtypes")

    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {

//        return super.findClass(name);

        System.out.println( "try findClass " + name);

        InputStream is = null;

        Class class1 = null;

        try {

            String classPath = name.replace(".", "\\") + ".class";

//            String[] fqnArr = name.split("\\."); // split("."); 是不行的， 必须split("\\.")

//            if (fqnArr == null || fqnArr.length == 0) {

//                System.out.println("ClassLoaderLK.findClass()");

//                fqnArr = name.split("\\.");

//            } else {

//                System.out.println( name  +  fqnArr.length);

//            }

            String classFile = path + classPath;

            byte[] data = getClassFileBytes(classFile );

            class1 = defineClass(name, data, , data.length);

            if (class1 == null) {

                System.out.println("ClassLoaderLK.findClass() ERR ");

                throw new ClassFormatError();

            }

        } catch (FileNotFoundException e) {

            e.printStackTrace();

        } catch (IOException e) {

            e.printStackTrace();

        } catch (Exception e) {

            e.printStackTrace();

        } finally {

            if (is != null) {

                try {

                    is.close();

                } catch (IOException e) {

                    e.printStackTrace();

                }

            }

        }

        return class1;

    }

    private byte[] getClassFileBytes(String classFile) throws Exception {

        FileInputStream fis = new FileInputStream(classFile );

        FileChannel fileC = fis.getChannel();

        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();

        WritableByteChannel outC = Channels.newChannel(baos);

        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect();

        while (true) {

            int i = fileC.read(buffer);

            if (i ==  || i == -) {

                break;

            }

            buffer.flip();

            outC.write(buffer);

            buffer.clear();

        }

        fis.close();

        return baos.toByteArray();

    }

}

随便的一个java 类， 简单起见，就写一个bean吧

package com.lk;

import java.util.Date;

public class AbcBean {

    @Override

    public String toString() {

        return "AbcBean [name=" + name + ", age=" + age + "]";

    }

    String name;

    int age;

    Date birthDay;

    public Date getBirthDay() {

        return birthDay;

    }

    public void setBirthDay(Date birthDay) {

        this.birthDay = birthDay;

    }

    public String getName() {

        return name;

    }

    public void setName(String name) {

        this.name = name;

    }

    public int getAge() {

        return age;

    }

    public void setAge(int age) {

        this.age = age;

    }

    public void greeting() {

        System.out.println("AbcBean.greeting()");

    }

}

直接执行，结果：

currentClassloader is sun.misc.Launcher$AppClassLoader@513cf0

try to use ExtClassLoader to load class : com.lk.AbcBean

ExtClassLoader.loadClass :com.lk.AbcBean Failed

try to ClassLoaderLK load class : com.lk.AbcBean

try findClass com.lk.AbcBean

java.io.FileNotFoundException: d:\testcl\com\lk\AbcBean.class (系统找不到指定的路径。)

    at java.io.FileInputStream.open(Native Method)

    at java.io.FileInputStream.<init>(FileInputStream.java:)

    at java.io.FileInputStream.<init>(FileInputStream.java:)

    at ClassLoaderLK.getClassFileBytes(ClassLoaderLK.java:)

    at ClassLoaderLK.findClass(ClassLoaderLK.java:)

    at ClassLoaderLK.loadClass(ClassLoaderLK.java:)

    at ClassLoaderLK.main(ClassLoaderLK.java:)

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException

    at ClassLoaderLK.main(ClassLoaderLK.java:)

ClassLoaderLK.loadClass :com.lk.AbcBean Failed

将com.lk 目录全部复制到 d:\\testcl\\ 下，

currentClassloader is sun.misc.Launcher$AppClassLoader@513cf0

try to use ExtClassLoader to load class : com.lk.AbcBean

ExtClassLoader.loadClass :com.lk.AbcBean Failed

try to ClassLoaderLK load class : com.lk.AbcBean

try findClass com.lk.AbcBean

try to use ExtClassLoader to load class : java.lang.Object

ExtClassLoader.loadClass :java.lang.Object Successful

ClassLoaderLK.loadClass :com.lk.AbcBean Successful

 invoke some method !

try to use ExtClassLoader to load class : java.lang.String

ExtClassLoader.loadClass :java.lang.String Successful

try to use ExtClassLoader to load class : java.lang.System

ExtClassLoader.loadClass :java.lang.System Successful

try to use ExtClassLoader to load class : java.io.PrintStream

ExtClassLoader.loadClass :java.io.PrintStream Successful

AbcBean.greeting()

将AbcBean打包成 jar 放置到 jdk 下的jre 的ext目录 （ 打包成 zip 也是可行的！ 但是rar是不行的！！！  why ？ 估计zip和jar都是使用的java 的zip流， 而rar是后面产生的新格式，故没有被支持。另外， 仅仅拷贝class 过去也是不行的！ ）

执行结果：

currentClassloader is sun.misc.Launcher$AppClassLoader@513cf0

try to use ExtClassLoader to load class : com.lk.AbcBean

ExtClassLoader.loadClass :com.lk.AbcBean Successful

 invoke some method !

AbcBean.greeting()

可见ExtClassLoader 是如何作用了的吧！！

总结，

1 从 invoke some method 前后的日志，可见 类加载 的大致过程。

2 代码中 （1）， 的部分是注释了的， 因为 不同类加载器加载的类是 不能直接cast的。。   但把（1），（2） 同时解开注释， 又可以了， 这是因为他们都是使用的系统类加载器， 自定义的类加载器相当于没有生效。。（ 这个当然不是我们需要的结果。）

3 loadClass， findClass 两个方法的复写是必须的。 上面代码中的loadClass 的写法其实有点问题， 参照classloader 源码， 应该还需要一步： parent加载不上了， 使用bootstrap 加载， 不过感觉一般应该是用不上的—— 谁需要去替换 jdk 的rt.jar 的类 ？？

4 ExtClassLoader 是去加载 jdk 下 jre  ext 目录的类似jar 的文件——  后缀是不是jar 不要紧， 内容是jar就行了。

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