本文讲述了如何实现一个Java的自定义类加载器
ClassLoader类有如下两个关键方法:
- loadClass(String name, boolean resolve)：该方法为ClassLoader的入口点，根据指定的二进制名称来加载类，系统就是调用ClassLoader的该方法来获取指定类对应的Class对象
- findClass(String name)：根据二进制名称来查找类
如果需要实现自定义的ClassLoader，可以通过重写以上两个方法来实现，当然我们推荐重写findClass()方法，而不是重写loadClass()方法
补充: 自定义类加载器常用功能
- 执行代码前自动验证数字签名
- 根据用户提供的密码解密代码，从而可以实现代码混淆器来避免反编译class文件
- 根据用户需求来动态地加载类
- 根据应用需求把其他数据以字节码的形式加载到应用中
代码如下:
MyClassLoader类:
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.lang.reflect.Method;
public class MyClassLoader extends ClassLoader {
// 定义一个主方法
public static void main(String[] args) throws Exception {
// 如果运行该程序时没有参数，即没有目标类
if (args.length < 1) {
System.out.println("缺少目标类，请按如下格式运行Java源文件： ");
System.out.println("java MyClassLoader ClassName");
}
// 第一个参数是需要运行的类
String aimClass = args[0];
// 剩下的参数将作为运行目标类时的参数, 将这些参数复制到一个新数组中
String[] params = new String[args.length - 1];
System.arraycopy(args, 1, params, 0, params.length);
MyClassLoader myClassLoader = new MyClassLoader();
// 加载需要运行的类
Class<?> clazz = myClassLoader.loadClass(aimClass);
// 获取需要运行的类的主方法
Method main = clazz.getMethod("main", String[].class);
Object[] argsArray = {params};
main.invoke(null, argsArray);
}
// 重写ClassLoader的findClass方法
@Override
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
Class<?> clazz = null;
// 将包路径中的点（.）替换成斜线（/）
String fileStub = name.replace(".", "/");
String javaFilename = fileStub + ".java";
String classFilename = fileStub + ".class";
File javaFile = new File(javaFilename);
File classFile = new File(classFilename);
// 当指定Java源文件存在，且class文件不存在、或者Java源文件
// 的修改时间比class文件修改时间更晚，重新编译
if (javaFile.exists() && (!classFile.exists()
|| javaFile.lastModified() > classFile.lastModified())) {
try {
// 如果编译失败，或者该Class文件不存在
if (!compile(javaFilename) || !classFile.exists()) {
throw new ClassNotFoundException("ClassNotFoundException:" + javaFilename);
}
} catch (IOException ex) {
ex.printStackTrace();
}
}
// 如果class文件存在，系统负责将该文件转换成Class对象
if (classFile.exists()) {
try {
// 将class文件的二进制数据读入数组
byte[] raw = getBytes(classFilename);
// 调用ClassLoader的defineClass方法将二进制数据转换成Class对象
clazz = defineClass(name, raw, 0, raw.length);
} catch (IOException ie) {
ie.printStackTrace();
}
}
// 如果clazz为null，表明加载失败，则抛出异常
if (clazz == null) {
throw new ClassNotFoundException(name);
}
return clazz;
}
// 定义编译指定Java文件的方法
private boolean compile(String javaFile)
throws IOException {
System.out.println("MyClassLoader: 正在编译 " + javaFile + "...");
// 调用系统的javac命令
Process p = Runtime.getRuntime().exec("javac " + javaFile);
try {
// 其他线程都等待这个线程完成
p.waitFor();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
// 获取javac线程的退出值
int ret = p.exitValue();
// 返回编译是否成功
return ret == 0;
}
// 读取一个文件的内容
private byte[] getBytes(String filename) throws IOException {
File file = new File(filename);
long len = file.length();
byte[] raw = new byte[(int) len];
try (FileInputStream fis = new FileInputStream(file)) {
// 一次读取class文件的全部二进制数据
int r = fis.read(raw);
if (r != len)
throw new IOException("无法读取全部文件：" + r + " != " + len);
return raw;
}
}
}
说明:
- getBytes(String filename)方法: 从class文件中读取二进制内容
- compile(String javaFile)方法: 调用系统的javac命令编译文件
- 重写父类ClassLoader的findClass(String name)方法: 通过getBytes方法读入文件内容, 然后通过父类的defineClass方法将二进制数据转为Class对象并返回;
- main方法: 读入命令行启动参数, 调用findClass方法编译并加载对应的类, 最后使用反射构造类对象对应的实例, 并通过反射调用实例的main方法
自定义加载器的测试加载类Hello:
public class Hello {
public static void main(String[] args) {
for (String arg : args) {
System.out.println("运行Hello的参数：" + arg);
}
}
}运行
$ java MyClassLoader.java Hello UseMyClassLoader
MyClassLoader: 正在编译 Hello.java...
运行Hello的参数：UseMyClassLoader
说明:
- 使用
java MyClassLoader.java直接编译运行MyClassLoader类, 并且指定编译并加载Hello类;- MyClassLoader在main方法中调用系统命令Javac 编译Hello.java文件, 之后通过loadClass()方法加载Hello.class字节码;
- 通过反射调用Hello类的main方法, 输出:
运行Hello的参数：UseMyClassLoader