1). 字節(jié)碼和.class文件區(qū)別

新建Java對象時(shí)谷羞，JVM將這個對象對應(yīng)的字節(jié)碼加載到內(nèi)存中帝火，這個字節(jié)碼的原始信息存放在classpath目錄下（及Java工程的bin目錄下）的.class文件中，類加載需要將.class文件導(dǎo)入硬盤湃缎，經(jīng)過處理變成字節(jié)碼加載到內(nèi)存犀填。
示例：

public class ClassLoaderTest {
    public static void main(String[] args) {
        // 輸出ClassLoaderTest的類加載器名稱
        System.out.println("ClassLoaderTest類的類加載器名稱：" + ClassLoaderTest.class.getClassLoader().getClass().getName());
        System.out.println("System類的類加載器名稱：" + System.class.getClassLoader());
        System.out.println("List類的類加載器名稱：" + List.class.getClassLoader());
        
        // 獲取ClassLoaderTest類的類加載器
        ClassLoader classLoader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader();
        while (null != classLoader) {
            System.out.println(classLoader.getClass().getName() + "->");
            // 獲取類加載器的父類
            classLoader = classLoader.getParent();
        }
        System.out.println(classLoader);        
    }
}

打印結(jié)果：

圖1.png

2). Java虛擬中的類加載器

Java虛擬機(jī)中可以安裝多個類加載器撒汉，系統(tǒng)默認(rèn)的有三個沟优，每個類負(fù)責(zé)加載特定位置的類：BootStrap，ExtClassLoader睬辐，AppClassLoader
由于類加載器本身是Java類挠阁，也需要被類加載器加載，因此必須有一個為類加載器不是Java類溉委，因此Bootstrap是由C/C++代碼編寫鹃唯，被封裝到JVM內(nèi)核中，ExtClassLoader和AppClassLoader是Java類瓣喊。
類加載器屬性結(jié)構(gòu)圖：

圖2.png

3). 類加載器的委托機(jī)制

問題：Java虛擬機(jī)要加載第一個類的時(shí)候坡慌，使用哪一個類加載器加載？
(1). 當(dāng)前線程的類加載器加載線程中的第一個類(當(dāng)前線程的類加載器：Thread類中有一個get/setContextClassLoader(ClassLoader);方法藻三，可以獲取/指定本線程中的類加載器)
(2). 如果類A引用了類B洪橘，Java虛擬機(jī)將使用加載類A的加載器來加載類B
(3). 可以直接調(diào)用ClassLoader.loadClass(String className)方法來指定某個類加載器去加載某個類

每個類加載器加載類時(shí)，先委托其上級類加載器來加載棵帽，當(dāng)所有父加載器沒有加載到類時(shí)熄求，回到發(fā)起者類加載器，如果還是加載不了逗概，則會拋出ClassNotFoundException弟晚。

好處：
能夠很好的統(tǒng)一管理類加載，首先交給上級逾苫，如果上級有卿城，就加載，這樣如果之前已經(jīng)加載過的類铅搓，這時(shí)候在來加載它的時(shí)候只要拿過來用就可以了瑟押，無需二次加載

4). 測試ExtClassLoader

• 將ClassLoaderTest類打包為Jar文件，拷貝至jdk\jre\lib\ext\下路徑
  
  圖3.png
• 接下來在eclipse中運(yùn)行ClassLoaderTest文件星掰，其打印結(jié)果為
  
  圖4.png
  
  打印結(jié)果驗(yàn)證了類加載器的委托機(jī)制.
  測試完成后記得將test.jar刪除

5). 類加載器主要方法

• 默認(rèn)的類加載器

System.out.println("默認(rèn)的類加載器:"+ClassLoader.getSystemClassLoader());  

圖5.png

• loadClass(String name) 源碼

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

    protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException
    {
        //  加鎖多望，進(jìn)行同步處理，可能多個線程加載類
        synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
            // 檢查是否已經(jīng)加載過
            Class<?> c = findLoadedClass(name);
            if (c == null) {
                long t0 = System.nanoTime();
                try {
                    // 如果自定義的類加載器的parent不為null,就調(diào)用parent的loadClass進(jìn)行類加載
                    if (parent != null) {
                        c = parent.loadClass(name, false);
                    } else {
                        // 如果自定義的類加載器的parent為null氢烘，就調(diào)用findBootstrapClassOrNull方法查找類怀偷，就是BootStrap類加載器
                        c = findBootstrapClassOrNull(name);
                    }
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                    // 類未發(fā)現(xiàn)異常
                }

                if (c == null) {
                    // 如果仍然沒有發(fā)現(xiàn)，就調(diào)用自己的findClass方法進(jìn)行進(jìn)行類加載
                    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;
        }
    }

• defineClass播玖，將class文件的字節(jié)數(shù)組編譯成一個class對象椎工，不能重寫，內(nèi)部實(shí)現(xiàn)為C/C++代碼

  
  
  圖6.png

6). 自定義ClassLoader

• 定義一個被加載的類

/**
 * 加載類
 * @author mazaiting
 */
public class ClassLoaderAttachment extends Date{
    private static final long serialVersionUID = -1892974244318329380L;
    
    @Override
    public String toString() {
        return "Hello ClassLoader";
    }
}

• 自定義ClassLoader

/**
 * 自定義類加載器
 * 步驟：
 *  1. 繼承ClasssLoader
 *  2. 重寫findClass(String name) 方法
 * @author mazaiting
 */
public class MyClassLoader extends ClassLoader{
    /**需要加載類.class文件的目錄*/
    private String classDir;
    /**無參構(gòu)造*/
    public MyClassLoader() {}
    public MyClassLoader(String classDir) {
        this.classDir = classDir;
    }
    
    // 測試，先將ClassLoaderAttachment.class文件加密到工程的class_temp目錄下
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 配置運(yùn)行參數(shù)
        // ClassLoaderAttachment.class原路徑--E:\test\java_advanced\ClassLoader\bin\com\mazaiting\ClassLoaderAttachment.class 
        String srcPath = args[0];
        // ClassLoaderAttachment.class輸出路徑--E:\test\java_advanced\ClassLoader\class_temp\
        String desPath = args[1];
        // 獲取文件名
        String desFileName = srcPath.substring(srcPath.lastIndexOf("\\") +1);
        // 配置目標(biāo)文件路徑
        String desPathFile = desPath + "/" + desFileName;
        FileInputStream fis = new FileInputStream(srcPath);
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(desPathFile);
        // 將class進(jìn)行加密
        encodeAndDecode(fis, fos);
        fis.close();
        fos.close();
    }
    
    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        // class文件的路徑
        String classPathFile = classDir + "/" + name + ".class";
        try {
            // 將class文件進(jìn)行解密
            FileInputStream fis = new FileInputStream(classPathFile);
            ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
            encodeAndDecode(fis, baos);
            byte[] classByte = baos.toByteArray();
            // 將字節(jié)流變成一個class
            return defineClass(null, classByte, 0, classByte.length);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        
        return super.findClass(name);
    }
    
    /**
     * 加密解密
     * @param is 輸入流
     * @param os 輸出流
     * @throws IOException 
     */
    private static void encodeAndDecode(InputStream is, OutputStream os) throws IOException {
        int len;
        while ((len = is.read()) != -1) {
            len ^= 0xFF;
            os.write(len);
        }
    }
}

• 運(yùn)行：在MyClassLoader的main方法右鍵 -> Run As -> Run Configurations...晋渺，進(jìn)行如下配置(配置前請確保ClassLoader工程目錄下存在class_temp文件夾，其中第一個參數(shù)是ClassLoaderAttachment.class文件的源路徑脓斩，第二個參數(shù)是加密后存放的目錄)木西，點(diǎn)擊Run運(yùn)行，此時(shí)在E:\test\java_advanced\ClassLoader\class_temp將會生成加密后的ClassLoaderAttachment.class文件
  
  圖7.png
• 使用随静，在ClassLoaderTest的main函數(shù)中應(yīng)用

public class ClassLoaderTest {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 加載類
            Class classDate = new MyClassLoader("class_temp").loadClass("ClassLoaderAttachment");
            // 創(chuàng)建實(shí)例
            Date date = (Date) classDate.newInstance();
            // 輸出ClassLoaderAttachment類的加載器名稱
            System.out.println("ClassLoader: " + date.getClass().getClassLoader().getClass().getName());
            // 調(diào)用方法
            System.out.println(date.toString());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

打印結(jié)果：

圖8.png

• 如果loadClass方法的參數(shù)為類的全路徑名

    // 加載類
    Class classDate = new MyClassLoader("class_temp").loadClass("com.mazaiting.ClassLoaderAttachment");

圖9.png

• 將\class_temp\路徑下的ClassLoaderAttachment.class復(fù)制到\bin\com\mazaiting\路徑下八千，然后運(yùn)行

Exception in thread "main" java.lang.ClassFormatError: Incompatible magic value 889275713 in class file com/mazaiting/ClassLoaderAttachment

圖10.png