Java虚拟机JVM学习06 自定义类加载器父委托机制和命名空间的再讨论

创建用户自定义的类加载器

　　要创建用户自定义的类加载器，只需要扩展java.lang.ClassLoader类，然后覆盖它的findClass(String name)方法即可，该方法根据参数指定的类的名字，返回对应的Class对象的引用。

自定义类加载器的例子

　　代码：

package com.mengdd.classloader;
 
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStream;
 
public class MyClassLoader extends ClassLoader {
 
    private String name; // 类加载器的名字
    private String path = "d:\\"; // 加载类的路径
    private final String fileType = ".class"; // class文件的扩展名
 
    public MyClassLoader(String name) {
        super(); // 让系统类加载器成为该类加载器的父加载器
        this.name = name;
    }
 
    public MyClassLoader(ClassLoader parent, String name) {
        super(parent); // 显式指定该类加载器的父加载器
        this.name = name;
    }
 
    @Override
    public String toString() {
        return this.name;
    }
 
    public String getPath() {
        return path;
    }
 
    public void setPath(String path) {
        this.path = path;
    }
 
    @Override
    public Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        // 重写的时候把protected改为public
 
        // 获取字节数组
        byte[] data = this.loadClassData(name);
        // 将字节数组转换成Class对象返回
        return this.defineClass(name, data, 0, data.length);
 
    }
 
    /**
     * 得到class文件的二进制字节数组
     *
     * @param name
     * @return
     */
    private byte[] loadClassData(String name) {
 
        InputStream is = null;
        byte[] data = null;
        ByteArrayOutputStream baos = null;
 
        try {
 
            // 将完整类名中的.转化成\
            name = name.replace(".", "\\");
            is = new FileInputStream(new File(path + name + fileType));
 
            baos = new ByteArrayOutputStream();
            int ch = 0;
            while (-1 != (ch = is.read())) {
 
                baos.write(ch);
            }
 
            data = baos.toByteArray();
        }
        catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        finally {
            try {
                is.close();
                baos.close();
            }
            catch (Exception e2) {
            }
        }
        return data;
    }
 
    // main方法用来测试
    public static void main(String[] args) throws Exception {
 
        MyClassLoader loader1 = new MyClassLoader("loader1");
        // loader1的父加载器是系统类加载器
        // 系统类加载器会在classpath指定的目录中加载类
        loader1.setPath("d:\\myapp\\serverlib\\");
 
        MyClassLoader loader2 = new MyClassLoader(loader1, "loader2");
        // 将loader1作为loader2的父加载器
        loader2.setPath("d:\\myapp\\clientlib\\");
 
        MyClassLoader loader3 = new MyClassLoader(null, "loader3");
        // loader3的父加载器是根类加载器
        loader3.setPath("d:\\myapp\\otherlib\\");
 
        // 测试加载
        test(loader2);
        test(loader3);
        System.out.println("test2---------------");
        // 测试不同命名空间的类的互相访问
        test2(loader3);
    }
 
    public static void test(ClassLoader loader) throws Exception {
        Class clazz = loader.loadClass("com.mengdd.classloader.Sample");
 
        Object object = clazz.newInstance();
 
    }
 
    public static void test2(ClassLoader loader) throws Exception {
        Class clazz = loader.loadClass("com.mengdd.classloader.Sample");
 
        Sample object = (Sample) clazz.newInstance();
 
        System.out.println("sample v1: " + object.v1);
 
    }
}

　　其中Sample：

package com.mengdd.classloader;
 
public class Sample {
 
    public int v1 = 1;
 
    public Sample() {
        System.out.println("Sample is loaded by: "
                + this.getClass().getClassLoader());
 
        // 主动使用Dog类
        new Dog();
    }
}

　　Dog类：

package com.mengdd.classloader;
 
public class Dog {
 
    public Dog() {
        System.out.println("Dog is loaded by: "
                + this.getClass().getClassLoader());
    }
}

　　例子演示过程略，尝试把class文件放在不同的路径下，看输出或者报错结果。

　　主要结论就是验证了父亲委托机制。

　　采用loader1的时候由于其父类是系统类加载器(也即应用类加载器)，所以如果可以在classpath中找到目标.class文件，则定义类加载器是系统类加载器，输出类似：

　　sun.misc.Launcher$AppClassLoader@7448bc3d

　　每个类加载器都有自己的命名空间，命名空间由该加载器及所有父加载器所加载的类组成。

　　在Sample类中主动使用了Dog类，当执行Sample类的构造方法中的new Dog()语句时，Java虚拟机需要先加载Dog类，到底用哪个类加载器加载呢？

　　从打印结果可以看出，Java虚拟机会用Sample类的定义类加载器去加载Dog类，加载过程也同样采用父亲委托机制。

　　如果Sample类首次主动使用Dog时，Sample类的加载器及它的父加载器都无法加载Dog类，将会抛出找不到文件的异常。

不同类加载器的命名空间关系

　　同一个命名空间内的类是相互可见的，即可以互相访问。

　　子加载器的命名空间包含所有父加载器的命名空间。

　　因此由子加载器加载的类能看见父加载器加载的类。

　　例如系统类加载器加载的类能看见根类加载器加载的类。

　　由父加载器加载的类不能看见子加载器加载的类。

　　可以理解为：由于子加载器中含有父加载器的引用，所以子加载器的范围更大。

　　如果两个加载器之间没有直接或间接的父子关系，那么它们各自加载的类相互不可见。

　　比如这么一种情况：MyClassLoader类由系统类加载器加载，而Sample类由loader3类加载器加载，因此MyClassLoader类看不见Sample类。

　　在MyClassLoader类的main()方法中使用Sample类，会导致错误。

　　当两个不同命名空间内的类互相不可见时，可采用Java反射机制来访问对方实例的属性和方法，即反射可以突破命名空间的限制。

参考资料

　　圣思园张龙老师Java SE视频教程。

　　ClassLoader类：http://docs.oracle.com/javase/7/docs/api/

　　相关博文：

　　Java虚拟机JVM学习05 类加载器的父委托机制：http://www.cnblogs.com/mengdd/p/3562540.html