Java中的ClassLoader类加载器使用详解

1. CLASSLOADER是什么

ClassLoader，类加载器。用于将CLASS文件动态加载到JVM中去，是所有类加载器的基类(Bootstrap ClassLoader不继承自ClassLoader)，所有继承自抽象的ClassLoader的加载器，都会优先判断是否被父类加载器加载过，防止多次加载。

官网的JVM：https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se8/jvms8.pdf

（1）定义：

把“类加载阶段”中的「通过一个类的全限定名来获取描述此类的二进制字节流」这个动作放到JAVA虚拟机外部去实现，以便让应用程序自己决定如何去获取所需要的类。

实现这个动作的代码模块称为「类加载器」。

（2）作用：

CLASSLOADER的作用就是将CLASS文件读入内存中，并为之生成对应的java.lang.Class对象。

2. 三个默认CLASSLOADER

①. BootStrap ClassLoader : 启动类加载器，在JVM启动时创建，用于加载JAVA核心类库。它是JVM的一部分，主要加载JVM自身工作所需要的类。

②. Extension ClassLoader : 扩展类加载器，加载目录%JRE_HOME%\lib\ext目录下的JAR包和CLASS文件。

③. Application ClassLoader : 应用程序类加载器，加载应用程序CLASSPATH目录下的所有JAR包和CLASS文件。

3. 默认CLASSLOADER的关系

(1) 加载关系

①. ExtentionClassLoader的父加载器是BootstrapClassLoader。 ②. AppclassLoader的父加载器是ExtentionClassLoader。

(2) 继承关系

①. ExtentionClassLoader对应的是ExtClassLoader.java，是在sun.misc.Launcher类中作为一个内部类的，父类是java.net.URLClassLoader；

②. AppclassLoader对应的是AppClassLoader.java，也是在sun.misc.Launcher类中作为一个内部类的，父类也是java.net.URLClassLoader；

③. BootstrapClassLoader是C++编写的，没有对应的java类，所以也成不了父类。

(3) 检查顺序和加载顺序

AppClassLoader和ExtClassLoader是Launcher的静态内部类，在程序启动时JVM会创建Launcher对象，Launcher构造器会同时会创建扩展类加载器和应用类加载器。

①. 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User ClassLoader到BootStrap ClassLoader逐层检查，只要某个CLASSLOADER已加载过此类，就视为此类已被加载，保证此类在所有CLASSLOADER中只被加载一次；加载顺序是自顶向下，从BootStrap ClassLoader到User ClassLoader逐层尝试加载此类；

②. 在加载类时，每个类加载器都会将加载任务上交给其父类，如果其父类找不到，再由自己去加载；

③. Bootstrap Loader（启动类加载器）是最顶级的类加载器了，其父加载器为NULL。

4. 自定义CLASSLOADER

如果我们自定义一个加载器，一般继承自java.lang.ClassLoader类，或者继承他的子类，比如：java.net.URLClassLoader，此时默认的父加载器是AppClassLoader。具体步骤如下：

①. 编写一个继承自 java.lang.ClassLoader 或者 java.net.URLClassLoader 的类；

②. 重写findClass()方法或者重写loadClass()方法；

③. 在findClass()中使用defineClass()方法，这个方法是父类ClassLoader中的方法。

// 定义一个JAVA类
public class Hello {
    public String say() {
        System.out.println("HELLO WORLD!");
        return "OK";
    }
}
// 自定义类加载器
public class MyClassLoader extends ClassLoader {
    private String path;
    MyClassLoader(String path) {
        this.path = path;
    }
    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        try {
            File file = new File(this.path.concat(name).concat(".class"));
            FileInputStream in = new FileInputStream(file);
            ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
            byte[] bytes = new byte[1024];
            int length = -1;
            while ((length = in.read(bytes)) != -1) {
                out.write(bytes, 0, length);
            }
            return defineClass(name, bytes, 0, bytes.length);
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return super.findClass(name);
    }
}
// 调用测试
public class T {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String path = Hello.class.getClassLoader().getResource("org/apache/atlas/util/").getPath();
        MyClassLoader my = new MyClassLoader(path);
        // 注意需要带上包路径
        Class<?> cls = my.loadClass("org.apache.atlas.util.Hello");
        Object hello = cls.newInstance();
        Method method = cls.getMethod("say", null);
        method.invoke(hello);
    }
}

5. 使用自定义的CLASSLOADER是否可以热加载CLASS？

①. JAVA目前没有专门的API，来卸载JVM中已加载的类；

②. 要卸载JVM中的类，需要该类的对象都被回收，加载该类的ClassLoader也被回收，使用该类的线程结束等条件；

③. 但是，在JAVA中不同的ClassLoader实例可以加载同一个类，即使CLASS文件是同一个也可以被加载。但是同一个ClassLoader实例不能重复加载同一个类；

④. 综上, 虽然可以热加载CLASS，但是在不停服务的情况下热替换CLASS不是很建议，虽然可以通过新建CLASSLOADER实例的方法来改变新加载的CLASS的内容，但之前CLASSLOADER加载的类和对象并不会被修改，什么时候能被GC回收不可控。

到此这篇关于Java中的ClassLoader类加载器使用详解的文章就介绍到这了,更多相关ClassLoader的使用内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！