Java中的类是如何加载的?
类加载器ClassLoader:将字节码文件(不是Java文件,而是编译之后的class文件,十六进制)加载内存(JVM java虚拟机)中。
主要作用是将JVM以外的Class字节码文件装载到JVM中,进行初始化、执行操作。
Java类的记载过程分为三步:
1.加载:简单的来说,加载是把编译后的class字节码文件从不同的途径(本地路径下编译生成的.class文件、jar包中的.class文件、网络请求、动态代理实时编译)通过类加载器加载进内存中,并且映射成为虚拟机认可的数据结构。
2.链接:将原始的类信息加载到虚拟机的过程,链接又可以分为三个部分,分别是:验证(验证加载进来的字节流是否符合虚拟机的规范)、准备(给类变量(包括静态变量)分配内存空间,并赋初值)、解析(会将常量池的各种引用加载到虚拟机中)
3.初始化:执行类的初始化的逻辑代码(静态属性初始化,变量赋值,静态语句,实现构造函数),根据数据创建对象及其他信息
ClassLoader的4种类型
1.BootStrapClassLoader:C++编写,用来加载Java的核心类库,JDK中大部分的类(如java.lang.Object),没有继承ClassLoader类。
2.ExtClassLoader:Java编写,用来加载Java的扩展类库,javax开头的类,是ClassLoader的子类。
3.AppClassLoader:Java编写,用来加载程序员自己编写的类,是ClassLoader的子类。
4.自定义ClassLoader:Java编写,开发者可以根据具体的需求来编写类加载器,可以实现定制化加载,java.lang.ClassLoader类的子类,父类加载器是系统加载器。
几个重要的函数:
1.loadClass(String name, boolean resolve)
首先检查指定名称的类是否被加载过,如果加载过则不需要再重复加载了,直接返回,如果这个类没有被加载过,则检查一下是否有父加载器,如果有父加载器,则由父加载器加载,父加载器再继续进行判断,直到调用bootstrap加载器加载。如果父加载器和bootstrap加载器都没有找到指定的类,就调用当前加载器的findClass方法来进行类的加载,所以自定义加载器一定要重写findClass方法。
2.findClass
:找字节码文件的路径方法。抽象类ClassLoader
的findClass
函数默认是抛出异常的。而前面我们知道,loadClass
在父加载器无法加载类的时候,就会调用我们自定义的类加载器中的findeClass
函数,因此我们必须要在loadClass
这个函数里面实现将一个指定类名称转换为Class
对象。
3.defineClass(String name, byte[] b, int off, int len)
将一个字节数组转为Class
对象,这个字节数组是class
文件读取后最终的字节数组。如,假设class
文件是加密过的,则需要解密后作为形参传入defineClass
函数。
编写一个简单的自定义ClassLoader,自定义加载器要重写findClass方法(如果不想打破双亲委派模型)
如果想打破双亲委派,就重写整个loadClass方法。
import java.io.*;
/**
* 自定义的类加载器
* 功能:根据字节码文件的绝对路径来找到它,并完成加
载
*/
public class MyClassLoader extends ClassLoader {
//保存目标文件所在的目录
private String path;
//构造器,创建一个MyClassLoader对象的,在创建的同时将绝对路径存起来
public MyClassLoader(String path){
this.path = path;
}
@Override
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
//定义我们加载字节码的逻辑
String classPath = this.path+name+".class";
//IO流读取
InputStream inputStream = null;
ByteArrayOutputStream outputStream= null;
try {
inputStream = new FileInputStream(classPath);
outputStream = new ByteArrayOutputStream();
int temp = 0;
while((temp = inputStream.read())!=-1){
outputStream.write(temp);
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
inputStream.close();
outputStream.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
byte[] bytes = outputStream.toByteArray();
return defineClass(name, bytes, 0,bytes.length);
}
}
自定义类加载器,重写 findClass 方法,通过 IO 流读取 本地编译好的字节码文件,生成字节数组,再将字节数 组传给 ClassLoader 的 defineClass 即可。
public class Test2 {
public static void main(String[] args)
{
//创建MyClassLoader的对象
MyClassLoader myClassLoader = new MyClassLoader("D:\\java\\");
try {
//通过findClass找到目标字节码文件,抽象成clazz对象
Class clazz = myClassLoader.findClass("HelloWorld");
System.out.println(clazz);
} catch (ClassNotFoundException e)
{
e.printStackTrace();
}
}
}