初探Java類加載機制的奧秘技巧

2019-11-18 10:49:23

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　　在jdk1.2以后，類加載是通過委托來完成的，這意味著假如 ClassLoader 不能找到類，它會請求父代 ClassLoader 來執行此項任務，所有 ClassLoaders 的根是系統 ClassLoader，它會以缺省方式裝入類 -- 即，從本地文件系統。今天我們就來探討一下在jvm中這些機制是怎樣運行的。讓我們假設有一個class字節碼文件（比如Hello.class文件），那么在應用程序中，他是如何被加載進來，并形成一個類對象的呢？我們這篇文章的目的就是為了解釋這個問題。
　　
　　在java.lang包里有個ClassLoader類，ClassLoader 的基本目標是對類的請求提供服務。當 JVM 需要使用類時，它根據名稱向 ClassLoader 請求這個類，然后 ClassLoader 試圖返回一個表示這個類的 Class 對象。通過覆蓋對應于這個過程不同階段的方法，可以創建定制的 ClassLoader。其中有個loadClass(String name, boolean resolve)方法，該方法為ClassLoader的入口點，在jdk1.2以后，loadClass方法將缺省調用findClass方法，具體內容可以參考API文檔，我們編寫的ClassLoader主要就是為了覆蓋以上兩個方法。回到我們剛才的問題，怎樣讀進字節碼文件，并把它構成一個類對象呢？在ClassLoader里有個方法，Class defineClass(String name, byte[] b, int off, int len)，答案就在這里了，我們根據把class字節碼文件（如Hello.class)讀進一個字節數組里，byte[] b,并把它轉化為Class對象，而這些數據可以來源于文件，網絡等，神奇吧:)
　　
　　defineClass治理 JVM 的許多復雜、神秘和倚賴于實現的方面 -- 它把字節碼分析成運行時數據結構、校驗有效性等等。不必擔心，您無需親自編寫它。事實上，即使您想要這么做也不能覆蓋它，因為它已被標記成最終的。
　　
　　其他一些方法：
　　
　　findSystemClass方法：從本地文件系統裝入文件。它在本地文件系統中尋找類文件，假如存在，就使用 defineClass 將原始字節轉換成 Class 對象，以將該文件轉換成類。
　　
　　findClass方法：jdk1.2以后loadClass 的缺省實現調用這個新方法。findClass 的用途包含您的 ClassLoader 的所有非凡代碼，而無需要復制其它代碼（例如，當專門的方法失敗時，調用系統 ClassLoader）。
　　
　　getSystemClassLoader：假如覆蓋 findClass 或 loadClass，getSystemClassLoader 使您能以實際 ClassLoader 對象來訪問系統 ClassLoader（而不是固定的從 findSystemClass 調用它）。
　　
　　getParent：為了將類請求委托給父代 ClassLoader，這個新方法答應 ClassLoader 獲取它的父代 ClassLoader。當使用非凡方法，定制的 ClassLoader 不能找到類時，可以使用這種方法。
　　
　　resolveClass: 可以不完全地（不帶解析）裝入類，也可以完全地（帶解析）裝入類。當編寫我們自己的 loadClass 時，可以調用 resolveClass，這取決于 loadClass 的 resolve 參數的值。
　　findLoadedClass:充當一個緩存,當請求 loadClass 裝入類時，它調用該方法來查看 ClassLoader 是否已裝入這個類，這樣可以避免重新裝入已存在類所造成的麻煩。應首先調用該方法。
　　
　　一、工作流程：
　　1)調用 findLoadedClass(String) 來查看是否存在已裝入的類,假如沒有，那么采用那種非凡的神奇方式來獲取原始字節。
　　
　　2）通過父類ClassLoader調用loadClass方法，假如父類ClassLoader是null，那么按缺省方式裝入類，即系統ClassLoader。
　　
　　3）調用findClass(String)去查找類并獲取類；
　　
　　4）假如loadClass 的 resolve 參數的值為true，那么調用 resolveClass 解析 Class 對象.
　　
　　5）假如還沒有類，返回 ClassNotFoundException。
　　
　　6）否則，將類返回給調用程序。
　　
　　二、一個實現了ClassLoader的例子：
　　/**
　　*CompilingClassLoader.java
　　*Copyright 2005-2-12
　　*/
　　import java.io.*;
　　
　　public class CompilingClassLoader extends ClassLoader{
　　//讀取一個文件的內容
　　PRivate byte[] getBytes(String filename) throws IOException{
　　File file=new File(filename);
　　long len=file.length();
　　byte[] raw=new byte[(int)len];
　　
　　FileInputStream fin=new FileInputStream(file);
　　
　　int r=fin.read(raw);
　　if(r!=len) throw new IOException("Can't read all,"+r+"!="+len);
　　
　　fin.close();
　　
　　return raw;
　　}
　　
　　private boolean compile(String javaFile) throws IOException{
　　System.out.println("CCL:Compiling "+javaFile+"...");
　　//調用系統的javac命令
　　Process p=Runtime.getRuntime().exec("javac "+javaFile);
　　try{
　　//其他線程都等待這個線程完成
　　p.waitFor();
　　}catch(InterruptedException ie){
　　System.out.println(ie);
　　}
　　int ret=p.exitValue();
　　
　　return ret==0;
　　}
　　
　　public Class loadClass(String name,boolean resovle) throws ClassNotFoundException{
　　Class clas=null;
　　
　　clas=findLoadedClass(name);
　　
　　//這里說明了包的表示
　　String fileStub=name.replace('.','/');
　　
　　String javaFilename=fileStub+".java";
　　String classFilename=fileStub+".class";
　　
　　File javaFile=new File(javaFilename);
　　File classFile=new File(classFilename);
　　
　　//假如存在class文件就不編譯
　　if(javaFile.exists()&&(!

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