Java的ClassLoader加载机制

一、ClassLoader的概念

Java程序在运行的时候,JVM通过类加载机制(ClassLoader)把class文件加载到内存中,只有class文件被载入内存,才能被其他class引用,使程序正确运行起来.

二、ClassLoader的分类 

Java中的ClassLoader有三种.

1. Bootstrap ClassLoader 

由C++写的,由JVM启动.

启动类加载器,负责加载java基础类，对应的文件是%JRE_HOME/lib/ 目录下的rt.jar、resources.jar、charsets.jar和class等

2.Extension ClassLoader

Java类,继承自URLClassLoader

扩展类加载器,对应的文件是 %JRE_HOME/lib/ext 目录下的jar和class等

3.App ClassLoader

Java类,继承自URLClassLoader

系统类加载器,对应的文件是应用程序classpath目录下的所有jar和class等

三、ClassLoader的过程

1.三者关系

Java的类加载使用双亲委托机制来搜索类.三种ClassLoader存在父子关系,App ClassLoader的父类加载器是Extension ClassLoader,Extension ClassLoader的父类加载器是Bootstrap ClassLoader,要注意的一点是,这里的父子并不是继承关系.

我新建一个类Test来验证三者的关系.

public class Test {

public static void main(String[] args) {
ClassLoader ClassLoader1 = Test.class.getClassLoader();
ClassLoader ClassLoader2 = ClassLoader1.getParent();
ClassLoader ClassLoader3 = ClassLoader2.getParent();

System.out.println(ClassLoader1);
System.out.println(ClassLoader2);
System.out.println(ClassLoader3);
}
}

看下输出结果

sun.misc.Launcher$AppClassLoader@1bbf1ca
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@1ff0dde
null

2.加载机制

当这三者中的某个ClassLoader要加载一个类时,会先委托它的父类加载器尝试加载,一直往上,如果最*的父类加载器没有找到该类,那么委托者则亲自到特定的地方加载,如果没找到,那么就抛出异常ClassNotFoundException.这里画张图来表示下

这里要注意一点:只有被同一个类加载器实例加载并且文件名相同的class文件才被认为是同一个class.

四、自定义ClassLoader

1.为什么要自定义ClassLoader

因为系统的ClassLoader只会加载指定目录下的class文件,如果你想加载自己的class文件,那么就可以自定义一个ClassLoader.

2.如何自定义ClassLoader

2.1

新建一个类继承自java.lang.ClassLoader,重写它的findClass方法。

2.2

将class字节码数组转换为Class类的实例

2.3

调用loadClass方法即可

3.例子

我先建一个叫Log的类，很简单,只有一句打印

public class Log {

 public static void main(String[] args) {
 System.out.println("加载成功");
}
}

我把这个java文件放到D盘根目录,然后打开cmd,用javac命令把java文件转化为class文件

然后我新建一个MyClassLoader继承自ClassLoader

public class MyClassLoader extends ClassLoader {
@Override
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
Class log = null;
// 获取该class文件字节码数组
byte[] classData = getData();

if (classData != null) {
// 将class的字节码数组转换成Class类的实例
log = defineClass(name, classData, 0, classData.length);
}
return log;
}

private byte[] getData() {
//指定路径
String path = "D:/Log.class";

File file = new File(path);
FileInputStream in = null;
ByteArrayOutputStream out = null;
try {
in = new FileInputStream(file);
out = new ByteArrayOutputStream();

byte[] buffer = new byte[1024];
int size = 0;
while ((size = in.read(buffer)) != -1) {
out.write(buffer, 0, size);
}

} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
in.close();
} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();
}
}
return out.toByteArray();
}
}

最后测试一下，输出加载这个Log的class文件的加载器,并且利用反射调用它的mian方法.

public class Test {

public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, SecurityException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException {
MyClassLoader myClassLoader = new MyClassLoader();
//查找Log这个class文件
myClassLoader.findClass("Log");
//加载Log这个class文件
Class<?> Log = myClassLoader.loadClass("Log");  

System.out.println("类加载器是:"+Log.getClassLoader());  

        //利用反射获取main方法
        Method method=Log.getDeclaredMethod("main", String[].class) ;  
        Object object=Log.newInstance();
        String [] arg={"ad"};
        method.invoke(object, (Object)arg);
  }
}

看下打印(有乱码问题,不过可以看出成功了)

类加载器是:MyClassLoader@29e357
鍔犺浇鎴愬姛

结束语:关于java的classLoader机制我就介绍这么多,后面我打算写下安卓的classLoader机制及热修复