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其實(shí)，雙親委派模型并不復(fù)雜。自定義類加載器也不難！隨便從網(wǎng)上搜一下就能搜出一大把結(jié)果，然后copy一下就能用。但是，如果每次想自定義類加載器就必須搜一遍別人的文章，然后復(fù)制，這樣顯然不行。可是自定義類加載器又不經(jīng)常用，時(shí)間久了容易忘記。相信你經(jīng)常會(huì)記不太清loadClass、findClass、defineClass這些函數(shù)我到底應(yīng)該重寫(xiě)哪一個(gè)？它們主要是做什么的？本文大致分析了各個(gè)函數(shù)的流程，目的就是讓你看完之后，難以忘記！或者說(shuō)，延長(zhǎng)你對(duì)自定義類加載器的記憶時(shí)間！隨時(shí)隨地想自定義就自定義！

1. 雙親委派模型

關(guān)于雙親委派模型，網(wǎng)上的資料有很多。我這里只簡(jiǎn)單的描述一下，就當(dāng)是復(fù)習(xí)。

1.1 什么是雙親委派模型？

首先，先要知道什么是類加載器。簡(jiǎn)單說(shuō)，類加載器就是根據(jù)指定全限定名稱將class文件加載到JVM內(nèi)存，轉(zhuǎn)為Class對(duì)象。如果站在JVM的角度來(lái)看，只存在兩種類加載器:

啟動(dòng)類加載器（Bootstrap ClassLoader）：由C++語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)（針對(duì)HotSpot）,負(fù)責(zé)將存放在<JAVA_HOME>\lib目錄或-Xbootclasspath參數(shù)指定的路徑中的類庫(kù)加載到內(nèi)存中。

其他類加載器：由Java語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，繼承自抽象類ClassLoader。如：

擴(kuò)展類加載器（Extension ClassLoader）：負(fù)責(zé)加載<JAVA_HOME>\lib\ext目錄或java.ext.dirs系統(tǒng)變量指定的路徑中的所有類庫(kù)。

應(yīng)用程序類加載器（Application ClassLoader）。負(fù)責(zé)加載用戶類路徑（classpath）上的指定類庫(kù)，我們可以直接使用這個(gè)類加載器。一般情況，如果我們沒(méi)有自定義類加載器默認(rèn)就是用這個(gè)加載器。

雙親委派模型工作過(guò)程是：如果一個(gè)類加載器收到類加載的請(qǐng)求，它首先不會(huì)自己去嘗試加載這個(gè)類，而是把這個(gè)請(qǐng)求委派給父類加載器完成。每個(gè)類加載器都是如此，只有當(dāng)父加載器在自己的搜索范圍內(nèi)找不到指定的類時(shí)（即ClassNotFoundException），子加載器才會(huì)嘗試自己去加載。

類加載器的雙親委派模型

1.2 為什么需要雙親委派模型？

為什么需要雙親委派模型呢？假設(shè)沒(méi)有雙親委派模型，試想一個(gè)場(chǎng)景：

黑客自定義一個(gè)java.lang.String類，該String類具有系統(tǒng)的String類一樣的功能，只是在某個(gè)函數(shù)稍作修改。比如equals函數(shù)，這個(gè)函數(shù)經(jīng)常使用，如果在這這個(gè)函數(shù)中，黑客加入一些“病毒代碼”。并且通過(guò)自定義類加載器加入到JVM中。此時(shí)，如果沒(méi)有雙親委派模型，那么JVM就可能誤以為黑客自定義的java.lang.String類是系統(tǒng)的String類，導(dǎo)致“病毒代碼”被執(zhí)行。

而有了雙親委派模型，黑客自定義的java.lang.String類永遠(yuǎn)都不會(huì)被加載進(jìn)內(nèi)存。因?yàn)槭紫仁亲铐敹说念惣虞d器加載系統(tǒng)的java.lang.String類，最終自定義的類加載器無(wú)法加載java.lang.String類。

或許你會(huì)想，我在自定義的類加載器里面強(qiáng)制加載自定義的java.lang.String類，不去通過(guò)調(diào)用父加載器不就好了嗎?確實(shí)，這樣是可行。但是，在JVM中，判斷一個(gè)對(duì)象是否是某個(gè)類型時(shí)，如果該對(duì)象的實(shí)際類型與待比較的類型的類加載器不同，那么會(huì)返回false。

舉個(gè)簡(jiǎn)單例子：

ClassLoader1、ClassLoader2都加載java.lang.String類，對(duì)應(yīng)Class1、Class2對(duì)象。那么Class1對(duì)象不屬于ClassLoad2對(duì)象加載的java.lang.String類型。

1.3 如何實(shí)現(xiàn)雙親委派模型？

雙親委派模型的原理很簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)也簡(jiǎn)單。每次通過(guò)先委托父類加載器加載，當(dāng)父類加載器無(wú)法加載時(shí)，再自己加載。其實(shí)ClassLoader類默認(rèn)的loadClass方法已經(jīng)幫我們寫(xiě)好了，我們無(wú)需去寫(xiě)。

2. 自定義類加載器

2. 1幾個(gè)重要函數(shù)

2.1.1 loadClass

loadClass默認(rèn)實(shí)現(xiàn)如下：

public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        return loadClass(name, false);
}

再看看loadClass(String name, boolean resolve)函數(shù)：

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
    throws ClassNotFoundException
{
    synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
        // First, check if the class has already been loaded
        Class c = findLoadedClass(name);
        if (c == null) {
            long t0 = System.nanoTime();
            try {
                if (parent != null) {
                    c = parent.loadClass(name, false);
                } else {
                    c = findBootstrapClassOrNull(name);
                }
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                // ClassNotFoundException thrown if class not found
                // from the non-null parent class loader
            }

            if (c == null) {
                // If still not found, then invoke findClass in order
                // to find the class.
                long t1 = System.nanoTime();
                c = findClass(name);

                // this is the defining class loader; record the stats
                sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
            }
        }
        if (resolve) {
            resolveClass(c);
        }
        return c;
    }
}

從上面代碼可以明顯看出，loadClass(String, boolean)函數(shù)即實(shí)現(xiàn)了雙親委派模型！整個(gè)大致過(guò)程如下：

首先，檢查一下指定名稱的類是否已經(jīng)加載過(guò)，如果加載過(guò)了，就不需要再加載，直接返回。

如果此類沒(méi)有加載過(guò)，那么，再判斷一下是否有父加載器；如果有父加載器，則由父加載器加載（即調(diào)用parent.loadClass(name, false);）.或者是調(diào)用bootstrap類加載器來(lái)加載。

如果父加載器及bootstrap類加載器都沒(méi)有找到指定的類，那么調(diào)用當(dāng)前類加載器的findClass方法來(lái)完成類加載。

話句話說(shuō)，如果自定義類加載器，就必須重寫(xiě)findClass方法！

2.1.1 find Class

findClass的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)如下：

protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        throw new ClassNotFoundException(name);
}

可以看出，抽象類ClassLoader的findClass函數(shù)默認(rèn)是拋出異常的。而前面我們知道，loadClass在父加載器無(wú)法加載類的時(shí)候，就會(huì)調(diào)用我們自定義的類加載器中的findeClass函數(shù)，因此我們必須要在loadClass這個(gè)函數(shù)里面實(shí)現(xiàn)將一個(gè)指定類名稱轉(zhuǎn)換為Class對(duì)象.

如果是是讀取一個(gè)指定的名稱的類為字節(jié)數(shù)組的話，這很好辦。但是如何將字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)為Class對(duì)象呢？很簡(jiǎn)單，Java提供了defineClass方法，通過(guò)這個(gè)方法，就可以把一個(gè)字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)為Class對(duì)象啦~

2.1.1 defineClass

defineClass主要的功能是：

將一個(gè)字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)為Class對(duì)象，這個(gè)字節(jié)數(shù)組是class文件讀取后最終的字節(jié)數(shù)組。如，假設(shè)class文件是加密過(guò)的，則需要解密后作為形參傳入defineClass函數(shù)。

defineClass默認(rèn)實(shí)現(xiàn)如下：

protected final Class<?> defineClass(String name, byte[] b, int off, int len)
        throws ClassFormatError  {
        return defineClass(name, b, off, len, null);
}

2.2 函數(shù)調(diào)用過(guò)程

上一節(jié)所提的函數(shù)調(diào)用過(guò)程如下：

自定義函數(shù)調(diào)用過(guò)程

2.3 簡(jiǎn)單示例

首先，我們定義一個(gè)待加載的普通Java類:Test.java。放在com.huachao.cl包下:

package com.huachao.cl;

public class Test {
    public void hello() {
        System.out.println("恩，是的，我是由 " + getClass().getClassLoader().getClass()
                + " 加載進(jìn)來(lái)的");
    }
}

注意：

如果你是直接在當(dāng)前項(xiàng)目里面創(chuàng)建，待Test.java編譯后，請(qǐng)把Test.class文件拷貝走，再將Test.java刪除。因?yàn)槿绻?code>Test.class存放在當(dāng)前項(xiàng)目中，根據(jù)雙親委派模型可知，會(huì)通過(guò)sun.misc.Launcher$AppClassLoader 類加載器加載。為了讓我們自定義的類加載器加載，我們把Test.class文件放入到其他目錄。

在本例中，我們Test.class文件存放的目錄如下：

class文件目錄

接下來(lái)就是自定義我們的類加載器：

import java.io.FileInputStream;
import java.lang.reflect.Method;

public class Main {
    static class MyClassLoader extends ClassLoader {
        private String classPath;

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

        private byte[] loadByte(String name) throws Exception {
            name = name.replaceAll("\\.", "/");
            FileInputStream fis = new FileInputStream(classPath + "/" + name
                    + ".class");
            int len = fis.available();
            byte[] data = new byte[len];
            fis.read(data);
            fis.close();
            return data;

        }

        protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
            try {
                byte[] data = loadByte(name);
                return defineClass(name, data, 0, data.length);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
                throw new ClassNotFoundException();
            }
        }

    };

    public static void main(String args[]) throws Exception {
        MyClassLoader classLoader = new MyClassLoader("D:/test");
        Class clazz = classLoader.loadClass("com.huachao.cl.Test");
        Object obj = clazz.newInstance();
        Method helloMethod = clazz.getDeclaredMethod("hello", null);
        helloMethod.invoke(obj, null);
    }
}

最后運(yùn)行結(jié)果如下：

恩，是的，我是由 class Main$MyClassLoader 加載進(jìn)來(lái)的

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雙親委派模型與自定義類加載器

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1. 雙親委派模型

1.1 什么是雙親委派模型？

1.2 為什么需要雙親委派模型？

1.3 如何實(shí)現(xiàn)雙親委派模型？

2. 自定義類加載器

2. 1幾個(gè)重要函數(shù)

2.1.1 loadClass

2.1.1 find Class

2.1.1 defineClass

2.2 函數(shù)調(diào)用過(guò)程

2.3 簡(jiǎn)單示例

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