java-类加载器

类加载器

用来加载Java类到Java虚拟机中。一般来说，Java虚拟机使用Java类的方式如下：Java 源程序（.java 文件）在经过Java编译器编译之后就被转换成字节码（.class 文件）。类加载器就是负责读取Java字节代码，并转换成 java.lang.Class类的一个实例。

Java应用环境中不同的class分别由不同的ClassLoader负责加载。
一个jvm中默认的类加载器有Bootstrap ClassLoader、Extension ClassLoader、App ClassLoader：

• 引导类加载器Bootstrap ClassLoader     负责加载Java基础类，主要是 %JRE_HOME/lib/ 目录下的rt.jar、resources.jar、charsets.jar和class等。
• 扩展类加载器Extension ClassLoader     负责加载Java扩展类，主要是 %JRE_HOME/lib/ext 目录下的jar和class。
• 应用类加载器App ClassLoader             负责加载当前Java应用的classpath中的所有类。

类加载器的委托机制

当Java虚拟机要加载一个类时，到底派出哪个类加载器去加载呢？每个ClassLoader本身只能分别加载特定位置和目录中的类，但它们可以委托其他的类装载器去加载类，这就是类加载器的委托模式。

加载过程中会先检查类是否被已加载，检查顺序是自底向上，从Custom ClassLoader到BootStrap ClassLoader逐层检查，只要某个classloader已加载就视为已加载此类，保证此类只所有ClassLoader加载一次。

而加载的顺序是自顶向下，也就是由上层来逐层尝试加载此类。类装载器一级级委托到BootStrap类加载器，当BootStrap无法加载当前所要加载的类时，然后才一级级回退到子孙类装载器去进行真正的加载。当回退到最初的类装载器时，如果它自己也不能完成类的装载，那就应报告ClassNotFoundException异常。

JVM的类加载是通过ClassLoader及其子类来完成的，类的层次关系和加载顺序可以由下图来描述：

自定义类加载器

由于一些特殊的需求，我们可能需要定制ClassLoader的加载行为，这时候就需要自定义ClassLoader了。自定义ClassLoader需要继承ClassLoader抽象类，重写findClass方法。这个方法定义了ClassLoader查找class的方式。因为类加载器是基于委托机制，它会自动向父类加载器委托，如果父类没有找到，就会再去调用我们重写的findClass方法加载。

1.定义一个需要被加载的类

 import java.util.Date;
 public class ClassTest extends Date{
     public Sting toSring() {
         return"hello,java!";
     }
 }

2.定义一个用来加密字节码的类

 import java.io.FileInputStream;
 import java.io.FileOutputStream;
 import java.io.IOException;
 import java.io.InputStream;
 import java.io.OutputStream;

 public class ClassEncrypt extends MyClassLoader{
     public static void main(String[] args) throws IOException {
         //要加密的字节码文件路径
         String srcPath="F:\\Workspaces\\MyEclipse 10\\classload\\bin\\test_classload\\ClassTest.class";
         //加密之后输出的字节码文件路径
         String destPath="F:/ClassTest.class";
         FileInputStream fis=new FileInputStream(srcPath);
         FileOutputStream ofs=new FileOutputStream(destPath);
         cypher(fis, ofs);
         fis.close();
         ofs.close();
     }
     //按字节异或
     private static void cypher(InputStream in,OutputStream out) throws IOException{
         int b=-1;
         while((b=in.read())!=-1){
             out.write(b^0xff);
         }
     }
 }

3.自定义类加载器

 import java.io.ByteArrayOutputStream;
 import java.io.FileInputStream;
 import java.io.FileNotFoundException;
 import java.io.FileOutputStream;
 import java.io.IOException;
 import java.io.InputStream;
 import java.io.OutputStream;

 public class MyClassLoader extends ClassLoader{

     @SuppressWarnings("deprecation")
     @Override
     protected Class findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
         try {
             //需要加载的.class字节码的位置
             String classPath="D:/ClassTest.class";

             FileInputStream fis=new FileInputStream(classPath);
             ByteArrayOutputStream bos=new ByteArrayOutputStream();
             cypher(fis, bos);
             fis.close();
             byte[] bytes=bos.toByteArray();
             return defineClass(bytes, 0, bytes.length);
         } catch (FileNotFoundException e) {
             e.printStackTrace();
         } catch (IOException e) {
             e.printStackTrace();
         }
         return super.findClass(name);
     }

     private static void cypher(InputStream in,OutputStream out) throws IOException{
         int b=-1;
         while((b=in.read())!=-1){
             out.write(b^0xff);
         }
     }
 }

4.测试类

 import java.lang.reflect.Method;
 import java.util.Date;

 public class Test {
     public static void main(String[] args) throws Exception {
         Class clazz=new MyClassLoader().loadClass("test_classload.ClassTest");
         //父类引用
         Date d1 =  (Date)clazz.newInstance();
         System.out.println(d1);
         //反射调用
         Method m1 = Class.forName("test_classload.ClassTest").getMethod("toString", null);
         System.out.println(m1.invoke(Class.forName("test_classload.ClassTest").newInstance(), null));

     }
 }