Java基础进阶——“ClassLoader之二——自定义ClassLoader”

为什么要使用自定义ClassLoader 很多时候人们会选择使用自定义的ClassLoader，而不使用系统的ClassLoader。这样做的原因是，在编译时无法预知运行时会需要哪些Class，特别是在一些AppServer中，比如Tomcat、Avalon-Phonix、Jboss；或是程序提供某种插件（Plug-In）的特性，让用户可以在只拥有程序二进制代码的情况下添加自己的功能，比如Ant、 Jxta-shell等。

ClassLoader内部结构 通常定制一个ClassLoader很简单，一般只需要很少的几个步骤就可以完成。 Java规范规定，所有的用户自定义ClassLoader都必须从抽象类“java.lang.ClassLoader”类继承而来。下面先看一下这个类的内部实现，以帮助我们更好的理解相关内容。

protected synchronized Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
    throws ClassNotFoundException
    {
    // First, check if the class has already been loaded
    Class c = findLoadedClass(name);
    if (c == null) {
        try {
        if (parent != null) {
            c = parent.loadClass(name, false);
        } else {
            c = findBootstrapClass0(name);
        }
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            // If still not found, then invoke findClass in order
            // to find the class.
            c = findClass(name);
        }
    }
    if (resolve) {
        resolveClass(c);
    }
    return c;
    }

通常我们使用ClassLoader.loadClass(String name):Class根据指定的类名得到一个相应的Class实例。从Java源代码中我们可以看到，缺省的ClassLoader做了如下的工作： 1. 调用FindLoadedClass(String):Class 检查一下这个Class是否已经被加载过了。由于JVM 规范规定ClassLoader可以在缓存保留它所加载的Class，因此如果一个Class已经被加载过，直接从缓存中获取即可。 2. 调用它的父类的LoadClass()方法，如果它的父类不为空，则使用JVM内部的ClassLoader（即著名的BootstrapClassloader）来加载这个Class。在第10行我们可以看到使用了一个Native方法来调用这个Bootstrap classloader。 3. 如果上面两步都没有找到，调用findClass(String):Class方法来查找并加载这个Class。 因此我们只要覆盖这个findClass(String):Class方法即可达到定义ClassLoader的要求。

1.FileClassLoader.java

package jack.classloader.own.local;
//Load local class file
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;

public class FileClassLoader extends ClassLoader {

    public Class<?> findClass(String name){
        byte [] data = loadClassData(name);
        return defineClass(name, data, 0, data.length);
    }

    private byte[] loadClassData(String name){
        FileInputStream fis = null;
        byte [] data = null;
        try {
            fis = new FileInputStream(
                new File(getFinalPath(name)));
            ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
            int ch = 0;
            while ((ch = fis.read()) != -1) {
                baos.write(ch);
            }
            data = baos.toByteArray();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return data;
    }

    private String getFinalPath(String name){
        String finalPath = "";
        String path = System.getProperty("user.dir");
        String [] nameStrings = name.split("\\.");
        String tempStr = "";
        for(String str : nameStrings){
            tempStr = tempStr + str + File.separatorChar;
        }
        tempStr = tempStr.substring(0, tempStr.lastIndexOf(File.separatorChar));
        finalPath = path + File.separator + "bin" + File.separator + tempStr + ".class";
        return finalPath;
    }
}

2.RemoteClassLoader.java

package jack.classloader.own.remote;


//Looa remote class file
import java.io.InputStream;

import java.net.URL;

import java.net.URLConnection;



public class RemoteClassLoader extends ClassLoader {



    public Class<?> findClass(String name){

        byte [] data = loadClassData(name);

        name = "jack.classloader.test." + name;

        return defineClass(name, data, 0, data.length);

    }



    private byte[] loadClassData(String name){

        byte [] data = null;

        try {

            URL urlRemote = new URL("" + name + ".class");//须保证远程文件地址可达

            URLConnection uConnection = urlRemote.openConnection();

            InputStream inputStream = uConnection.getInputStream();

            int length = uConnection.getContentLength();

            data = new byte[length];

            inputStream.read(data);

            inputStream.close();

            return data;

        } catch (Exception e) {

            System.out.println(name +"类没有找到！");

            e.printStackTrace();

        }

        return data;

    }

}

3.MyApp.java

package jack.classloader.own;

import jack.classloader.own.local.FileClassLoader;
import jack.classloader.own.remote.RemoteClassLoader;
import jack.classloader.test.IService;

public class MyApp {

    /**
     * @param args
     * @throws IllegalAcces***ception
     * @throws InstantiationException
     */
    @SuppressWarnings("unchecked")
    public static void main(String[] args) throws InstantiationException, IllegalAcces***ception {
        //local
        FileClassLoader loader = new FileClassLoader();
        Class<?> objClass = loader.findClass("jack.classloader.test.Service");
        IService service = (IService)objClass.newInstance();
        System.out.println(objClass.getName());
        System.out.println(objClass.getClassLoader());
        System.out.println(service);
        service.service();

        System.out.println();
        //remote
        RemoteClassLoader remoteLoader = new RemoteClassLoader();
        Class<?> objClassRemote = remoteLoader.findClass("Service");
        IService serviceRemote = (IService)objClassRemote.newInstance();
        serviceRemote.service();
    }

}