Java 类加载器

• JVM 类加载
• 父亲委派机制
  • 介绍
    • Java1.2引入
    • 常用类不被替代
    • 先试上层类加载器
  • 过程
    • 类名一层层向上找
    • 找不到时，一层层找再向下委派找
    • 都不能加载时, 抛ClassNotFound
  • 为什么
    • 安全, 自定义类不能覆盖
    • 已加载不用重复加载
  • 父加载器
    • 不是类加载器的加载器
    • 不是父类
    • 是组合的parent对象
  • 打破
    • 为什么
      • JDK1.2之前都重写loadClass()
      • thread.setContextClassLoader()指定线程上下文classLoader
      • 热启动/热部署(OSGi tomcat)加载同一类不同版本
    • 做法
      • 重写loadClass(), new多个ClassLoader
• 4种类加载器(加载类文件位置不同)
  • 层级关系
    • 父级类加载器向下加载子加载
    • BootStrap
      • ExtClassLoader
        • AppClassLoader
          • 自己的类加载器
  • 优先级
    • 只加载层级关系靠前面的同名类
  • 加载路径环境变量
    • 来自Launcher源码
    • Bootstrap.ClassLoader sun.boot.class.path
    • ExtensionClassLoader java.ext.dirs
    • AppClassLoader java.class.path
  • BootStrap
    • C++写的二进制代码，jvm中启动时创建,无法获得引用对象
    • C++实现所以get时为null
    • 位置
      • JRE/lib/rt.jar
        • java9后为jrt-fs.jar
        • 如加载String
      • charset.jar
      • 参数-Xbootclasspath指定
    • 代码
      • System.class.getClassLoader()
        • null
          • 说明是BootStrap类加载器加载的，不能得到该类加载器
  • ExtClassLoader(sun.misc.Launcher$ExtClassLoader)
    • 位置
      • JRE/lib/ext/*.jar
      • 参数-Djava.ext.dirs指定
  • AppClassLoader(sun.misc.Launcher$AppClassLoader)
    • 位置
      • 环境变量CLASSPATH 或 系统属性java.class.path
      • 参数-cp覆盖
    • 代码
      • ClassLoaderText.class.getClassLoader().getClass().getName()
        • AppClassLoader
  • 自定义
    • 如tomcat的StandardClassLoader
    • 继承ClassLoader

    • class MyClassLoader extends ClassLoader {
          @Override
          Class findClass(String) {
              return defineClass()
          }
      }

    • 挂在AppClassLoader下面
      • 加载指定的目录
        • 该目录下的class加密后，自己的类加载器解密
      • 写法
        • 覆盖findClass(String name)
      • 例子

        • public class MyClassLoader extends ClassLoader{
              private String classDir;
              @Override
              protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException{
                  // 传入的name是全限定名
                  String classFileName = classDir + "\\" + name.substring(name.lastIndexOf('.') + 1) + ".class";
                  // 处理异常
                  FileInputStream fis = new FileInputStream(classFileName);
                  ByteArayOutputStream bos = new ByteArraOutputStream();
                  cypher(fis, bos);
                  fis.close();
                  byte[] bytes = bos.toByteArray();
                  return defineClass(bytes, 0, bytes.length);
                  // 抛出异常时 return super.findClass(name);
              }
              public MyClassLoader(){}
              public MyClassLoader(String classDir){this.classDir = classDir;}
              private static void cypher(InputStream ips, OutputStream ops){...}
          }
          // 删掉父类的ClassLoaderAttachment.class
          // new 的MyClassLoader挂在了AppClassLoader这个类加载器上
          Class clazz = new MyClassLoader("itcastLib").loadClass("cn.itcast.day2.ClassLoaderAttachment");
          // 错误写法。因为这样写 jvm编译器要加载ClassLoaderAttachment类，但是该类已经加密
          ClassLoaderAttachment d1 = (ClassLoaderAttachment)clazz.newInstance();
          // 正确写法。用该加密类继承的父类来引用它的实例
          Date d1 = (Date)clazz.newInstance();

• API
  • Class
    • getClassLoader()
  • ClassLoader # findInCache() → parent.loadClass() → findClass()
    • private final ClassLoader parent
    • loadClass # 热加载
  • Launcher
    • $AppClassLoader
    • $ExtClassLoader
  • TestClass.class.getClassLoader()
    • getParent()
      • 得到加载该类加载器的类加载器
    • loadClass(String name)
      • 找parent委托，没有加载时执行findClass(String name)
      • 模板方法的设计模式，见 note→ 设计模式
    • findClass(String name)
      • 自己加载
    • defineClass(..)
      • 将二进制数据转换为class
  • 线程
    • 该线程类加载器加载线程中的第一个类
    • 线程.setContextClassLoader(ClassLoader cl)
      • 指定一个线程的类加载器
• Servlet部署
  • tomcat类加载器
    • AppClassLoader
      • StandardClassLoader
        • WebappClassLoader
  • 输出Servlet.class的jar与servlet-api.jar到jdk/lib/ext
    • 因为servlet.class加载的时候需要HttpServlet类，该类在tomcat提供的servlet-api.jar