如何自定义Java类加载器？

自定义Java类加载器是Java中非常重要的一项功能，可以实现自己的加载逻辑和自定义的类查找方案，在很多场合下具备重要的应用价值。本文将详细讲解自定义Java类加载器的使用攻略。

Java类加载器

在讲解自定义Java类加载器之前，我们需要了解Java类加载器。Java在运行时动态加载类，Java的类加载器是完成这个任务的重要组成部分，它负责将.class文件加载到JVM中。Java虚拟机（JVM）支持两种类型的类加载器：

引导类加载器（Bootstrap Classloader），负责加载Java运行时核心类，如java.lang等；
自定义类加载器（Custom Classloader），负责加载应用程序所需的类。

Java类加载器的坑点：

Java类加载器采用父委托模型；
类的唯一性由加载这个类的类加载器实现，同一个.class文件由不同类加载器加载得到的类不相等；
类加载器在进行加载操作时，会以递归的形式先向自己的父类加载器寻找类，只有当父类加载器无法加载时，才自行加载。

自定义Java类加载器

自定义Java类加载器常用于以下场景：

热部署；
隔离机制；
代码保护。

自定义Java类加载器步骤：

继承ClassLoader，重载findClass方法，实现自己的类查找逻辑；
加载字节数组，使用defineClass方法创建Class对象。

下面是一段自定义类加载器的示例代码：

public class CustomClassLoader extends ClassLoader {
    private String classPath;

    public CustomClassLoader(String classPath) {
        this.classPath = classPath;
    }

    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        String path = classPath + name.replace('.', '/') + ".class";
        File classFile = new File(path);
        if (!classFile.exists()) {
            throw new ClassNotFoundException("Class " + name + " not found");
        }
        try {
            byte[] data = Files.readAllBytes(classFile.toPath());
            return defineClass(name, data, 0, data.length);
        } catch (IOException e) {
            throw new ClassNotFoundException("Fail to load class " + name, e);
        }
    }
}

我们可以看到，在上面的代码中，我们继承了ClassLoader，重载了findClass方法，并在findClass方法中实现类查找逻辑，最后使用defineClass方法创建Class对象。

示例说明一

下面是一个自定义类加载器的示例代码：

public class CustomClassLoaderTest {
    public static void main(String[] args) {
        CustomClassLoader loader1 = new CustomClassLoader("E:/class/");
        CustomClassLoader loader2 = new CustomClassLoader("E:/class/");
        try {
            Class<?> class1 = loader1.loadClass("com.example.demo.Customer");
            Class<?> class2 = loader2.loadClass("com.example.demo.Customer");
            System.out.println(class1.getClassLoader());
            System.out.println(class2.getClassLoader());
            System.out.println(class1 == class2);
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

在示例代码中，我们分别使用了两个CustomClassLoader实例来加载同一个类，然后使用Class对象的getClassLoader方法获取类的加载器，打印两个Class对象的getClassLoader方法的返回值，最后比较两个Class对象是否相等。

输出结果如下：

CustomClassLoader@1f32e575
CustomClassLoader@35a87642
false

从输出结果可以看出，我们使用两个CustomClassLoader实例来加载同一个类，最终得到的是两个不同的Class对象，验证了类加载器的委托机制。

示例说明二

下面是一个热部署的自定义类加载器的示例代码：

public class HotswapClassLoader extends ClassLoader {
    private Map<String, Class<?>> classes = new ConcurrentHashMap<>();
    private String baseDir;

    public HotswapClassLoader(String baseDir) {
        this.baseDir = baseDir;
    }

    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        Class<?> clazz = classes.get(name);
        if (clazz == null) {
            clazz = super.findClass(name);
        }
        return clazz;
    }

    public void hotswap(String name) throws ClassNotFoundException, IOException {
        String path = baseDir + name.replace('.', '/') + ".class";
        byte[] data = readFile(path);
        Class<?> clazz = defineClass(name, data, 0, data.length);
        if (clazz == null) {
            throw new ClassNotFoundException(name);
        } else {
            classes.put(name, clazz);
        }
    }

    private byte[] readFile(String path) {
        ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
        File file = new File(path);
        if (file.exists()) {
            try (FileInputStream in = new FileInputStream(file)) {
                byte[] bytes = new byte[1024];
                int len;
                while ((len = in.read(bytes)) > 0) {
                    out.write(bytes, 0, len);
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return out.toByteArray();
    }
}

在示例代码中，我们继承了ClassLoader，新增了classes字段（用于存储类对象），新增了hotswap方法（用于热部署），并在findClass方法中判断是否存在classes缓存。

下面是一个热部署的示例代码：

public class HotswapClassLoaderTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        HotswapClassLoader loader = new HotswapClassLoader("E:/class/");
        String className = "com.example.demo.Customer";
        while (true) {
            Class<?> clazz = loader.loadClass(className);
            Object object = clazz.newInstance();
            Method method = clazz.getDeclaredMethod("hello");
            method.invoke(object);
            Thread.sleep(10000);
            loader.hotswap(className);
        }
    }
}

在示例代码中，我们使用HotswapClassLoader来加载类，并且在死循环中不断使用反射调用类中的方法。每隔10秒钟，我们会调用HotswapClassLoader的hotswap方法，实现热部署。

结语

到这里，我们就详细讲解了如何自定义Java类加载器。自定义Java类加载器是Java中非常强大的功能，对于Java开发者来说，掌握自定义Java类加载器技能对于我们的职业发展至关重要。

本站文章如无特殊说明，均为本站原创，如若转载，请注明出处：如何自定义Java类加载器？ - Python技术站

如何自定义Java类加载器？

目录

Java类加载器

自定义Java类加载器

示例说明一

示例说明二

结语

相关文章