Class类描述的是整个类的信息,在Class类中提供的forName()方法,这个方法根据ClassPath配置的
路径进行类的加载,如果说现在你的类的加载路径可能是网络、文件,这个时候就必须实现类加载器,
也就是ClassLoader类的主要作用。
1 认识ClassLoader
首先通过Class类观察如下方法:
public ClassLoader getClassLoader()
先看一段代码,来观察ClassLoader的存在
class Member {}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Class<?> cls = Member.class;
System.out.println(cls.getClassLoader());
System.out.println(cls.getClassLoader().getParent());
System.out.println(cls.getClassLoader().getParent().getParent());
}
}
运行结果如下:
sun.misc.Launcher$AppClassLoader@6d06d69c
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@70dea4e
null
此时出现了两个类加载器:ExtClassLoader(扩展类加载器)、AppClassLoader(应用程序类加载器)。
那么,什么是类加载器?
JVM设计团队把类加载阶段中的”通过一个类的全限定名来获取描述此类的二进制字节流”这个动作放在Java虚拟机
外部去实现,以便让应用程序自己决定如何去获取所需要的类。实现这个动作的代码模块称之为”类加载器”。
Bootstrap(启动类加载器):这个类加载器使用C++实现,是虚拟机自身的一部分;其他的类加载器都由Java语言实 现,独立于JVM外部并且都继承于java.lang.ClassLoader.BootStrap类加载器负责将存放于< Java_HOME>\lib目录 中(或者被-Xbootclasspath参数指定路径中)能被虚拟机识别的(仅按照文件名识别,如rt.jar,名字不符合的类库即 使放在lib目录中也不会被加载)类库加载到JVM内存中。启动类加载器无法被Java程序直接引用。
ExtClassLoader(扩展类加载器):它负责加载< Java_HOME>\lib\ext目录中,或者被java.ext.dirs系统变量指定的路 径中的类库。开发者可以直接使用扩展类加载器。
AppClassLoader(应用程序类加载器):负责加载用户类路径(ClassPath)上指定的类库,如果应用程序中没有自定义 自己的类加载器,则这里写代码片此加载器就是程序中默认的类加载器。
2 双亲委派模型
我们的应用程序都是由这三种加载器互相配合进行加载的,如果有必要,还可以加入自定义的类加载器。这些类加载器的关系一般如下图所示:
上图展示的类加载器之间的这种层次关系,就称为类加载器的双亲委派模型。双亲委派模型要求除了顶层的父类加载器外,其余的类加载器都应有自己的父类加载器。
双亲委派模型的工作流程是:如果一个类加载器收到了类加载请求,它首先不会自己去尝试加载这个类,而是把这个请求委托给父类加载器去完成,每一个层次的类加载器都是如此。因此,所有的加载请求都应当传送到顶层BootStrap加载器中,只有当父加载器反馈无法完成这个加载请求时(在自己搜索范围中没有找到此类),子加载器才会尝试自己去加载。
类加载器的双亲委派模型从JDK1.2引入后被广泛应用于之后几乎所有的Java程序中,但它并不是强制性约束,甚至可以破坏双亲委派模型来进行类加载,最典型的就是OSGI技术。
双亲委派模式对于保证Java程序的稳定运行很重要。有一个显而易见的好处就是Java类随着它的类加载器一起具备了一种带有优先级的层次关系。例如java.lang.Object类,它存放在rt.jar中,无论哪一个类加载器要加载这个类,最终都是委派给处于顶端的启动类加载器进行加载。因此,Object类在程序的各种类加载器环境中都是同一个类
3 自定义类加载器
自定义类加载器:用户决定类从哪里加载。
ClassLoader类中提供有如下方法(进行类的加载):
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException
范例:观察默认类加载器
// 自定义类,这个类一定在CLASSPATH中
class Member{
@Override
public String toString() {
return "Member";
}
}
public class TestDemo {
public static void main(String[] args) throws Exception{
System.out.println(Class.forName("Member").getClassLoader().loadClass("Member").newInstance());
}
}
在Desktop上建立Member.java文件
// 自定义类,这个类一定在CLASSPATH中
class Member{
@Override
public String toString() {
return "Member";
}
}
随后将此文件用javac编译后生成class文件。现在希望通过自定义的类加载器实现/Desktop/Member.class文件的加载。
范例:实现自定义类加载器
protected final Class<?> defineClass(String name, byte[] b, int off, int len)
throws ClassFormatError
ClassLoader提供的类加载:
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStream;
// 自定义类加载器
class MyClassLoader extends ClassLoader {
/**
* 实现一个自定义的类加载器,传入类名称,通过指定路径加载
*
* @param className 类名称
* @return 返回的Class对象
* @throws Exception
*/
public Class<?> loadData(String className) throws Exception {
// 加载类文件的信息
byte[] classData = this.loadClassData();
return super.defineClass(className, classData, 0, classData.length);
}
/**
* 通过指定的文件路径进行类的文件加载,实际上就是进行二进制文件读取
*
* @return 类文件数据
* @throws Exception
*/
private byte[] loadClassData() throws Exception {
InputStream input = new FileInputStream("C:\\Users\\LiuWang\\Desktop\\Member.class");
// 取得所有字节内容,放到内存中
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
// 读取缓冲区
byte[] data = new byte[20];
int temp = 0;
while ((temp = input.read(data)) != -1) {
bos.write(data, 0, temp);
}
byte[] result = bos.toByteArray();
input.close();
bos.close();
return result;
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Class<?> cls = new MyClassLoader().loadData("Member");
System.out.println(cls.getClassLoader());
System.out.println(cls.getClassLoader().getParent());
System.out.println(cls.getClassLoader().getParent().getParent());
System.out.println(cls.newInstance());
}
}
类加载器给用户提供最大的帮助为:可以通过动态的路径进行类的加载操作。
比较两个类相等的前提:必须是由同一个类加载器加载的前提下才有意义。否则,即使两个类来源于同一个Class文件,被同一个虚拟机加载,只要加载他们的类加载器不同,那么这两个类注定不想等。