Java 類載入ClassLoader學習心得

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本文是筆者在學習Java 類載入的過程中，整理的心得體會，共勉！

類載入的意義

簡單概念：

將Java類的.class檔案中的位元據讀入到記憶體中，放置在運行時資料區的方法區內。

什麼時候會進行類載入？

         本地系統載入；

         代理載入，比如Spring的AOP動態代理；

         從jar包中載入；

         等等等等

ClassLoader類結構介紹

ClassLoader是一個抽象類別，核心方法如下：

defineClass()：目的是將byte位元組流解析成JVM能夠識別的Class對象。

findClass()：此方法支援重載，與defineClass()配合使用，目的是擷取Class對象的位元組碼。這個方法的意義在於，我們不僅僅可以通過class檔案執行個體化對象，也可以通過其他方式，比如從網路上擷取的位元組碼檔案，可能會有對應的加密規則。

loadClass()：此方法支援重載，目的是擷取載入類的類對象。

resolveClass()：實現讓JVM連結這個類，此方法調用的是本地方法，不能重載。

Class類的生命週期

 

 

此生命週期對應到ClassLoader類的具體方法：
載入：loadClass()、findClass()、defineClass()

串連：包括驗證、準備、解析：resolveClass() 本地native方法

初始化：JVM負責

類載入機制（雙親委託）

概念介紹：

大致的ClassLoader分類：

1. Bootstrap ClassLoader:負責載入存放在JDK\jre\lib(JDK代表JDK的安裝目錄，下同)下，或被 -Xbootclasspath參數指定的路徑中的，並且能被虛擬機器識別的類庫
2. ExtClassLoader:負責載入JDK\jre\lib\ext目錄中，或者由 java.ext.dirs系統變數指定的路徑中的所有類庫（如javax.開頭的類），開發人員可以直接使用擴充類載入器
3. AppClassLoader:負責載入使用者類路徑（ClassPath）所指定的類，其父類是ExtClassLoader

心得體會：

　　這裡的父載入器與子載入器 在java類別關係上並不是繼承關係；

　　實現自己的類載入器，不管是直接實現抽象類別ClassLoader，還是繼承其他子類，父載入器都是AppClassLoader；

類載入的方式

1、命令列啟動應用時候由JVM初始化載入

2、通過Class.forName()方法動態載入

3、通過ClassLoader.loadClass()方法動態載入

Class.forName()和ClassLoader.loadClass()區別

Class.forName()：將類的.class檔案載入到jvm中之外，還會對類進行解釋，執行類中的static塊；

ClassLoader.loadClass()：只幹一件事情，就是將.class檔案載入到jvm中，不會執行static中的內容,只有在newInstance才會去執行static塊。

Class.forName(name,initialize,loader)帶參函數也可控制是否載入static塊。並且只有調用了newInstance()方法採用調用建構函式，建立類的對象 

應用實踐實現自訂的ClassLoader

基於上面對於類載入器的分析，自訂ClassLoader的情況如下：

1. 需要在自訂路徑下尋找自訂的class檔案
2. 對我們想要載入的類做特殊處理，比如通過網路傳輸的類的位元組碼可能進行了加密，擷取這種類的位元組碼需要在我們自訂的ClassLoader中實現
3. 實作類別的熱部署

從上面的分析我們還可以得到，自訂ClassLoader的實現思路可以通過繼承ClassLoader類，重寫findClass()來實現，當然你也可以重寫loadClass()，但是預設的loadClass()是實作類別載入雙親委託模式的，除非你想要破壞這種雙親委託模式，不然就別重寫了。

下面是我在本機寫的測試自訂ClassLoader的Demo:

/** * 自訂路徑下的class檔案載入 * @Auther: [email protected] * @Date: 2018/5/31 19:34 * @Description: */public class PathClassLoader extends ClassLoader {    private String classPath;    public PathClassLoader(String classPath) {        this.classPath = classPath;    }    private String packageName = "com.trey.classloader.Test";    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {        if(packageName.startsWith(name)) {            byte[] classData = getData(name);            if(classData == null) {                throw new ClassNotFoundException();            } else {                System.out.println("當前類載入器:"+this.getClass().getClassLoader().toString());                return defineClass(name, classData, 0, classData.length);            }        } else {            return super.loadClass(name);        }    }    private byte[] getData(String name) {        String path = classPath + File.separatorChar + name.replace(‘.‘,File.separatorChar) + ".class";        try {            InputStream is = new FileInputStream(path);            ByteArrayOutputStream stream = new ByteArrayOutputStream();            byte[] buffer = new byte[2048];            int num = 0;            while ((num = is.read(buffer)) != -1) {                stream.write(buffer, 0, num);            }            return stream.toByteArray();        } catch (IOException e) {            e.printStackTrace();        }        return null;    }}

 

實作類別的熱部署

這是給自己布置的對類載入學習的總結練習。下面說下自己準備實現的思路：

1. 實現一個server服務，監聽具體目錄下的所有class檔案的更新情況
2. 當出現class檔案更新時，使用自訂的classLoader進行載入

 

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