Java中的类加载器--Class loader

　　学习一下Java中的类加载器，这个是比较底层的东西，好好学习、理解一下。

 一、类加载器的介绍

1、类加载器：就是加载类的工具，在java程序中用到一个类，java虚拟机首先要把这个类的字节码加载到内存中来，但是通常这个类的原始信息是放在硬盘上的classpath指定的路径下，将.class文件的内容加载到硬盘上来，再对它进行一些处理，处理完的结果就是字节码，这些工作就是类加载器在做

扩展一下一个java程序的生命周期：（这个总是记不住，无语了。。。）

以Java为例：

电脑是不能直接执行Java程序的，一个.java程序要想被执行，首先需要编译器将高级的.java程序文件编译成.class字节码片段，字节码经过JVM(解释器)的处理后生成电脑可以直接执

行的机器码，至此java程序才能得以正确运行。

2、Java虚拟机中可以安装多个类加载器，系统中默认的有三个类加载器：Bootstrap、ExtClassLoader、AppClassLoader，每个类加载器加载特定位置的类

3、类加载器也是java类，因为其他是java类的类加载器本身也要被类加载器加载，显然必须有一个类加载器不是java类，这个加载器就是Bootstrap类加载器。

注意：Bootstrap类加载不是java类，它是嵌套在java虚拟机内核中的，java虚拟机内核一启动，它就已经在那里了，它是用C++语言写的一段二进制代码，它可以去加载别的类以及其他的类加载器。

        // sun.misc.Launcher$AppClassLoader
        String classLoaderName1 = ClassLoaderTest.class.getClassLoader().getClass().getName();
        System.out.println(classLoaderName1);
        
        // 为 null 说明System类是由Bootstrap类加载器加载的
        System.out.println(System.class.getClassLoader());
        
        // 循环理解 类加载器中的父子关系
        ClassLoader loader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader();
        while(loader != null){
            System.out.println(loader.getClass().getName());
            loader = loader.getParent();
        }
        System.out.println(loader);

4、java虚拟机中的所有类加载器采用具有父子关系的属性结构进行组织，在实例化每个类加载器对象时候，需要为其指定一个父级类加载器对象，或者默认采用系统类加载器为其父级类加载器

5、类加载器的委托机制

当java虚拟机要加载一个类时，到底派出哪个类加载器去加载呢？

1）首先，当前线程的类加载器去加载线程中的第一个类

2）如果类A中引用了类B，java虚拟机将使用类A的类加载器来加载类B

3）还可以直接调用ClassLoader.loadClass()方法来指定某个类加载器来加载某个类

每个类加载器加载类时，又先委托给其上级类加载器

1）当所有祖宗类加载器没有加载到类时，回到发起者类加载器，还加载不了，则抛出ClassNotFoundException，不是去找发起者类加载器的儿子，因为没有getChild()方法，就算是有，那有多个儿子，应该交给哪一个呢？

 二、编写自己的类加载器

 1、自定义类加载器的原理

从jdk文档中找到的一个案例：（主要就是重写findClass()方法，加载二进制class文件，转换成字节码）

//网络类加载器子类必须定义方法 findClass 和 loadClassData，以实现从网络加载类。下载组成该类的字节后，它应该使用方法 defineClass 来创建类实例。示例实现如下： 

     class NetworkClassLoader extends ClassLoader {
         String host;
         int port;

         public Class findClass(String name) {
             byte[] b = loadClassData(name);
             return defineClass(name, b, 0, b.length);
         }

         private byte[] loadClassData(String name) {
             // load the class data from the connection
              . . .
         }
     }

2、自己定义classLoader

这个写起来真的费劲啊，听着张老师的视频讲解都感觉很费劲，这个要是自己能写出来，那真的要对class的加载机制很熟悉，看着张老师解决问题的能力，感觉自己真的还有很多东西需要学习，自己的解决问题的能力几乎是0，但是这背后肯定离不开强大的知识体系的支撑，自己的基础知识不够扎实，如何去谈解决问题，可能你都发现不了问题。

代码拿出来，不过还有很多难点，希望以后自己能够完全理解（这个重写ClassLoader应该不难，但是如何让你写的ClassLoader来使用起来，我觉得这个是比较难的，你要知道在java中的类加载机制，树状的类加载关系，只有当父类加载不到类的时候，才会轮到你自己重写的ClassLoader来加载所需要加载的类，问题是如何让父类加载不到，而让你自己的ClassLoader加载到呢？这个是问题的所在，也是解决问题的切入点）

public class MyClassLoader extends ClassLoader{

    private String classDir;
    
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        String srcPath = args[0];
        String destDir = args[1];
        
        String destFileName = srcPath.substring(srcPath.lastIndexOf("\")+1);
        String destPath = destDir + "\" + destFileName;
        
        FileInputStream fis = new FileInputStream(srcPath);
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(destPath);
        cypher(fis, fos);
        fis.close();
        fos.close();
        
    }
    
    private static void cypher(InputStream ips, OutputStream ops) throws Exception{
        int b = -1;
        
        // 读字节流读到最后为 -1
        while((b = ips.read()) != -1 ){
            // 进行异或运算 就是把二进制中的0编程1 1变成0 进行简单的加密
            ops.write(b ^ 0xff);
        }
    }

    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        // 截取包名中最后的类的名称
        String classFileName = classDir + "\" + name.substring(name.lastIndexOf(".")+1) + ".class";
        System.out.println("MyClassLoader中加载的类的名称：" + classFileName);
        try {
            FileInputStream fis = new FileInputStream(classFileName);
            ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
            cypher(fis, bos);
            fis.close();
            
            byte[] bytes = bos.toByteArray();
            return defineClass(bytes, 0, bytes.length);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        
        
        return super.findClass(name);
    }
    
    public MyClassLoader(){
        
    }
    
    public MyClassLoader(String classDir){
        this.classDir = classDir;
    }
}

写一下测试代码：

        //父类加载的是全路径加包名的类
        Class clazz = new MyClassLoader("itcastlib").loadClass("com.ssc.classLoader.ClassLoaderAttachment");
        // 子类继承父类的加载的是相对路径的类 只有当父类没有找到类的时候 子类才进行加载
        //Class clazz = new MyClassLoader("itcastlib").loadClass("ClassLoaderAttachment");
        Date d1 = (Date) clazz.newInstance();
        System.out.println(d1);

这里的让重写的ClassLoader加载指定的类的解决办法是：我把编译好的指定的类的class文件放在 itcastlib文件夹中，这个其实是上面加密后的class文件，也就是MyClassLoader类中main函数执行之后生成在  itcastlib 文件夹中的，但是父类会去E:20181124workspaceTestincomsscclassLoaderClassLoaderAttachment.class 路径下找那个类的class文件，而当我用重写的ClassLoader加载时，会从itcastlib 文件夹下去加载该类的class文件，并且我自己的ClassLoader会执行解密方法，对class文件的字节码进行解密。否则父类加载加密的class文件的时候，会报错的，因为父类中的findClass()方法并没有我的解密方法。

下图中的样子：

父类加载报错：

总结：

这样写出来，感觉自己稍微理清楚一点了。嘻嘻嘻

其实，在好多的框架中都会自己设计所需要的类加载器，但是我之前好像并不知道，看了一下Tomcat中的servlet的加载问题，看到了Tomcat中使用了WebappClassLoader、StandardClassLoader来加载servlet以及Tomcat内部实现的HttpServlet，这个以后可以往深里仔细去看一下