Java自定义类加载器

//示例：
package com.csair.soc;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;

public class MyClassLoader1   extends ClassLoader{
        @Override
        public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException{
               try{
                     String fileName = name.substring(name.lastIndexOf( ".")+1) + ".class";
                     InputStream is = this.getClass().getResourceAsStream(fileName);
                      byte[] b = new byte[is.available()];
                     is.read(b);
                      return defineClass(name, b, 0, b.length );
              } catch(IOException e){
                      throw new ClassNotFoundException(name);
              }
       }
}


package com.csair.soc;
public class ClassLoaderTest {
        public static void main(String[] args) throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {
              MyClassLoader1 myLoader = new MyClassLoader1();
              Object obj = myLoader.loadClass("com.csair.soc.ClassLoaderTest" ).newInstance();
              System. out.println(obj.getClass());
              System. out.println(obj.getClass().getClassLoader());
              System. out.println(obj instanceof com.csair.soc.ClassLoaderTest);
       }
}

输出结果？

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException

       at com.csair.soc.MyClassLoader1.loadClass( MyClassLoader1.java:13)

       at java.lang.ClassLoader.defineClass1( Native Method)

       at java.lang.ClassLoader.defineClassCond( ClassLoader.java:631)

       at java.lang.ClassLoader.defineClass( ClassLoader.java:615)

       at java.lang.ClassLoader.defineClass( ClassLoader.java:465)

       at com.csair.soc.MyClassLoader1.loadClass( MyClassLoader1.java:15)

       at com.csair.soc.ClassLoaderTest.main( ClassLoaderTest.java:7)

为什么在自定义的MyClassLoader1中Override   loadClass会失败？ClassLoaderTest文件在当前目录下，为什么还会报空指针异常？

在loadClass下，添加以下代码做测试。

System.out.println(name);

结果：

com.csair.soc.ClassLoaderTest

java.lang.Object

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException

       at com.csair.soc.MyClassLoader1.loadClass( MyClassLoader1.java:13)

       at java.lang.ClassLoader.defineClass1( Native Method)

       at java.lang.ClassLoader.defineClassCond( ClassLoader.java:631)

       at java.lang.ClassLoader.defineClass( ClassLoader.java:615)

       at java.lang.ClassLoader.defineClass( ClassLoader.java:465)

       at com.csair.soc.MyClassLoader1.loadClass( MyClassLoader1.java:15)

       at com.csair.soc.ClassLoaderTest.main( ClassLoaderTest.java:7)

为什么要加载两次？要加载的类是ClassLoaderTest，为什么还要加载java.lang.Object？

 

带着问题，断点跟踪一下：loadClass

执行MyClassLoader1   的defineClass(name, b, 0, b.length );方法时，其调用顺序如下：

defineClass(name, b, 0, b.length );

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

-->

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

--->

private final Class<?> defineClassCond(String name,
                                           byte[] b, int off, int len,
                                           ProtectionDomain protectionDomain,
                                           boolean verify)
        throws ClassFormatError
    {
       protectionDomain = preDefineClass(name, protectionDomain);

       Class c = null;
        String source = defineClassSourceLocation(protectionDomain);

        try {
           c = defineClass1(name, b, off, len, protectionDomain, source,
                             verify);
       } catch (ClassFormatError cfe) {
           c = defineTransformedClass(name, b, off, len, protectionDomain, cfe,
                                       source, verify);
       }

defineClass1也就是提示程序出错的位置

看看defineClass1方法是什么？在ClassLoader中，定义如下：

 private native Class defineClass1(String name, byte[] b, int off, int len,

                                     ProtectionDomain pd, String source,

                                      boolean verify);

也就是说defineClass1是native方法,继续跟踪代码，就发现又调用到自定义的loadClass方法中，此时传入的参数则变成了java.lang.Object。

根据这些可以猜测，类的加载，会将其所有的父类都加载一遍，直到java.lang.Object。

为了验证，这个猜想，写出以下示例。

public class MyClassLoader1   extends ClassLoader{

        @Override

        public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException{

               try{

                     System. out.println(name);

                     String fileName = name.substring(name.lastIndexOf( ".")+1) + ".class";

                     InputStream is = this.getClass().getResourceAsStream(fileName);

                      byte[] b = new byte[is.available()];

                     is.read(b);

                      return defineClass(name, b, 0, b.length );

              } catch(IOException e){

                      throw new ClassNotFoundException(name);

              }

       }

}

 

public static void main(String[] args) throws InstantiationException, IllegalAccessException, ClassNotFoundException {

              MyClassLoader1 myLoader = new MyClassLoader1();

              Object obj = myLoader.loadClass("com.csair.soc.SubSample" ).newInstance();

       }

SubSample有父类Sample。

输出结果：

com.csair.soc.SubSample

com.csair.soc.Sample

java.lang.Object

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException

       at com.csair.soc.MyClassLoader1.loadClass( MyClassLoader1.java:13 )

       at java.lang.ClassLoader.defineClass1( Native Method )

       at java.lang.ClassLoader.defineClassCond( ClassLoader.java:631 )

       at java.lang.ClassLoader.defineClass( ClassLoader.java:615 )

       at java.lang.ClassLoader.defineClass( ClassLoader.java:465 )

       at com.csair.soc.MyClassLoader1.loadClass( MyClassLoader1.java:15 )

       at com.csair.soc.ClassLoaderTest.main( ClassLoaderTest.java:7 )

测试结果和猜测的一样，ClassLoader在加载类的同时，会通过native方法defineClass1，将其所有的父类都加载。当ClassLoader加载父类时，由于loadClass方法被重写，defineClass1会调用自定义的classLoader方法加载父类，因此出现以上错误。过程如下：

为了解决这个问题，可以使用以下方式，修改loadClass，当找不到类文件时，使用父类的ClassLoader试试。

  @Override

        public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException{

               try{

                     String fileName = name.substring(name.lastIndexOf( ".")+1) + ".class";

                     InputStream is = this.getClass().getResourceAsStream(fileName);

                      if(is == null ){

                            return super .loadClass(name);

                     }

                      byte[] b = new byte[is.available()];

                     is.read(b);

                      return defineClass(name, b, 0, b.length );

              } catch(IOException e){

                      throw new ClassNotFoundException(name);

              }

       }

但最好的办法是不重写loadClass方法，而是重写findClass方法，同样可以达到目的。

这点在ClassLoader的loadClass方法的注释中有提及

 * <p> Subclasses of <tt>ClassLoader</tt> are encouraged to override {@link

     * #findClass(String)}, rather than this method.  </p>

 

重写findClass后，代码如下：

@Override

        public Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException{

               try{

                     String fileName = name.substring(name.lastIndexOf( ".")+1) + ".class";

                     InputStream is = this.getClass().getResourceAsStream(fileName);

                      byte[] b = new byte[is.available()];

                     is.read(b);

                      return defineClass(name, b, 0, b.length );

              } catch(IOException e){

                      throw new ClassNotFoundException(name);

              }

       }

输出结果：

class com.csair.soc.ClassLoaderTest

com.csair.soc.MyClassLoader@bfc8e0

false

可以看到类的加载是使用自定义的类加载器，在判断obj instanceof com.csair.soc.ClassLoaderTest时，由于默认的com.csair.soc.ClassLoaderTest使用的是系统类加载器，因此输出为false。

当然，也只有在父类加载器找不到类文件的时候，才会调用子类的findClass方法去寻找类文件。