ClassLoader主要對類的請求提供服務(wù)，當(dāng)JVM需要某類時，它根據(jù)名稱向ClassLoader要求這個類，然后由ClassLoader返回這個類的class對象。 1.1 幾個相關(guān)概念ClassLoader負(fù)責(zé)載入系統(tǒng)的所有Resources（Class，文件，來自網(wǎng)絡(luò)的字節(jié)流等），通過ClassLoader從而將資源載入JVM 每個class都有一個reference，指向自己的ClassLoader。Class.getClassLoader() array的ClassLoader就是其元素的ClassLoader，若是基本數(shù)據(jù)類型，則這個array沒有ClassLoader 1.2 主要方法和工作過程Java1.1及從前版本中，ClassLoader主要方法： Class loadClass( String name, boolean resolve ); ClassLoader.loadClass() 是 ClassLoader 的入口點(diǎn) defineClass 方法是 ClassLoader 的主要訣竅。該方法接受由原始字節(jié)組成的數(shù)組并把它轉(zhuǎn)換成 Class 對象。原始數(shù)組包含如從文件系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)裝入的數(shù)據(jù)。 findSystemClass 方法從本地文件系統(tǒng)裝入文件。它在本地文件系統(tǒng)中尋找類文件，如果存在，就使用 defineClass 將原始字節(jié)轉(zhuǎn)換成 Class 對象，以將該文件轉(zhuǎn)換成類。當(dāng)運(yùn)行 Java 應(yīng)用程序時，這是 JVM 正常裝入類的缺省機(jī)制。 resolveClass可以不完全地（不帶解析）裝入類，也可以完全地（帶解析）裝入類。當(dāng)編寫我們自己的 loadClass 時，可以調(diào)用 resolveClass，這取決于 loadClass 的 resolve 參數(shù)的值 findLoadedClass 充當(dāng)一個緩存：當(dāng)請求 loadClass 裝入類時，它調(diào)用該方法來查看 ClassLoader 是否已裝入這個類，這樣可以避免重新裝入已存在類所造成的麻煩。應(yīng)首先調(diào)用該方法 一般load方法過程如下： 調(diào)用 findLoadedClass 來查看是否存在已裝入的類。 如果沒有，那么采用某種特殊的神奇方式來獲取原始字節(jié)。（通過IO從文件系統(tǒng)，來自網(wǎng)絡(luò)的字節(jié)流等） 如果已有原始字節(jié)，調(diào)用 defineClass 將它們轉(zhuǎn)換成 Class 對象。 如果沒有原始字節(jié)，然后調(diào)用 findSystemClass 查看是否從本地文件系統(tǒng)獲取類。 如果 resolve 參數(shù)是 true，那么調(diào)用 resolveClass 解析 Class 對象。 如果還沒有類，返回 ClassNotFoundException。 否則，將類返回給調(diào)用程序。 1.3 委托模型自從JDK1.2以后，ClassLoader做了改進(jìn)，使用了委托模型，所有系統(tǒng)中的ClassLoader組成一棵樹，ClassLoader在載入類庫時先讓Parent尋找，Parent找不到才自己找。 JVM在運(yùn)行時會產(chǎn)生三個ClassLoader，Bootstrap ClassLoader、Extension ClassLoader和App ClassLoader。其中，Bootstrap ClassLoader是用C++編寫的，在Java中看不到它，是null。它用來加載核心類庫，就是在lib下的類庫，Extension ClassLoader加載lib/ext下的類庫，App ClassLoader加載Classpath里的類庫，三者的關(guān)系為:App ClassLoader的Parent是Extension ClassLoader，而Extension ClassLoader的Parent為Bootstrap ClassLoader。加載一個類時，首先BootStrap進(jìn)行尋找，找不到再由Extension ClassLoader尋找，最后才是App ClassLoader。 將ClassLoader設(shè)計(jì)成委托模型的一個重要原因是出于安全考慮，比如在Applet中，如果編寫了一個java.lang.String類并具有破壞性。假如不采用這種委托機(jī)制，就會將這個具有破壞性的String加載到了用戶機(jī)器上，導(dǎo)致破壞用戶安全。但采用這種委托機(jī)制則不會出現(xiàn)這種情況。因?yàn)橐虞djava.lang.String類時，系統(tǒng)最終會由Bootstrap進(jìn)行加載，這個具有破壞性的String永遠(yuǎn)沒有機(jī)會加載。 委托模型還帶來了一些問題，在某些情況下會產(chǎn)生混淆，如下是Tomcat的ClassLoader結(jié)構(gòu)圖: Bootstrap | System | Common / Catalina Shared / Webapp1 Webapp2 ... 由 Common 類裝入器裝入的類決不能（根據(jù)名稱）直接訪問由 Web 應(yīng)用程序裝入的類。使這些類聯(lián)系在一起的唯一方法是通過使用這兩個類集都可見的接口。在這個例子中，就是包含由 Java servlet 實(shí)現(xiàn)的 javax.servlet.Servlet。 如果在lib或者lib/ext等類庫有與應(yīng)用中同樣的類，那么應(yīng)用中的類將無法被載入。通常在jdk新版本出現(xiàn)有類庫移動時會出現(xiàn)問題，例如最初我們使用自己的xml解析器，而在jdk1.4中xml解析器變成標(biāo)準(zhǔn)類庫，load的優(yōu)先級也高于我們自己的xml解析器，我們自己的xml解析器永遠(yuǎn)無法找到，將可能導(dǎo)致我們的應(yīng)用無法運(yùn)行。 相同的類，不同的ClassLoader，將導(dǎo)致ClassCastException異常 1.4 線程中的ClassLoader每個運(yùn)行中的線程都有一個成員contextClassLoader，用來在運(yùn)行時動態(tài)地載入其它類，可以使用方法Thread.currentThread().setContextClassLoader(...);更改當(dāng)前線程的contextClassLoader，來改變其載入類的行為；也可以通過方法Thread.currentThread().getContextClassLoader()來獲得當(dāng)前線程的ClassLoader。 實(shí)際上，在Java應(yīng)用中所有程序都運(yùn)行在線程里，如果在程序中沒有手工設(shè)置過ClassLoader，對于一般的java類如下兩種方法獲得的ClassLoader通常都是同一個 this.getClass.getClassLoader()； Thread.currentThread().getContextClassLoader()； 方法一得到的Classloader是靜態(tài)的，表明類的載入者是誰；方法二得到的Classloader是動態(tài)的，誰執(zhí)行（某個線程），就是那個執(zhí)行者的Classloader。對于單例模式的類，靜態(tài)類等，載入一次后，這個實(shí)例會被很多程序（線程）調(diào)用，對于這些類，載入的Classloader和執(zhí)行線程的Classloader通常都不同。 1.5 Web應(yīng)用中的ClassLoader回到上面的例子，在Tomcat里，WebApp的ClassLoader的工作原理有點(diǎn)不同，它先試圖自己載入類（在ContextPath/WEB-INF/...中載入類），如果無法載入，再請求父ClassLoader完成。 由此可得： 對于WEB APP線程，它的contextClassLoader是WebAppClassLoader 對于Tomcat Server線程，它的contextClassLoader是CatalinaClassLoader 1.6 獲得ClassLoader的幾種方法可以通過如下3種方法得到ClassLoader this.getClass.getClassLoader(); // 使用當(dāng)前類的ClassLoader Thread.currentThread().getContextClassLoader(); // 使用當(dāng)前線程的ClassLoader ClassLoader.getSystemClassLoader(); // 使用系統(tǒng)ClassLoader，即系統(tǒng)的入口點(diǎn)所使用的ClassLoader。（注意，system ClassLoader與根ClassLoader并不一樣。JVM下system ClassLoader通常為App ClassLoader） 1.7 幾種擴(kuò)展應(yīng)用用戶定制自己的ClassLoader可以實(shí)現(xiàn)以下的一些應(yīng)用 安全性。類進(jìn)入JVM之前先經(jīng)過ClassLoader，所以可以在這邊檢查是否有正確的數(shù)字簽名等 加密。java字節(jié)碼很容易被反編譯，通過定制ClassLoader使得字節(jié)碼先加密防止別人下載后反編譯，這里的ClassLoader相當(dāng)于一個動態(tài)的解碼器 歸檔?？赡転榱斯?jié)省網(wǎng)絡(luò)資源，對自己的代碼做一些特殊的歸檔，然后用定制的ClassLoader來解檔 自展開程序。把java應(yīng)用程序編譯成單個可執(zhí)行類文件，這個文件包含壓縮的和加密的類文件數(shù)據(jù)，同時有一個固定的ClassLoader，當(dāng)程序運(yùn)行時它在內(nèi)存中完全自行解開，無需先安裝 動態(tài)生成?？梢陨蓱?yīng)用其他還未生成類的類，實(shí)時創(chuàng)建整個類并可在任何時刻引入JVM 2.0 資源載入 所有資源都通過ClassLoader載入到JVM里，那么在載入資源時當(dāng)然可以使用ClassLoader，只是對于不同的資源還可以使用一些別的方式載入，例如對于類可以直接new，對于文件可以直接做IO等。 2.1 載入類的幾種方法假設(shè)有類A和類B，A在方法amethod里需要實(shí)例化B，可能的方法有3種。對于載入類的情況，用戶需要知道B類的完整名字（包括包名，例如"com.rain.B"） 1. 使用Class靜態(tài)方法 Class.forName Class cls = Class.forName("com.rain.B"); B b = (B)cls.newInstance(); 2. 使用ClassLoader /* Step 1. Get ClassLoader */ ClassLoader cl; // 如何獲得ClassLoader參考1.6 /* Step 2. Load the class */ Class cls = cl.loadClass("com.rain.B"); // 使用第一步得到的ClassLoader來載入B /* Step 3. new instance */ B b = (B)cls.newInstance(); // 有B的類得到一個B的實(shí)例 3. 直接new B b = new B(); 2.2 文件載入（例如配置文件等）假設(shè)在com.rain.A類里想讀取文件夾 /com/rain/config 里的文件sys.properties，讀取文件可以通過絕對路徑或相對路徑，絕對路徑很簡單，在Windows下以盤號開始，在Unix下以"/"開始 對于相對路徑，其相對值是相對于ClassLoader的，因?yàn)镃lassLoader是一棵樹，所以這個相對路徑和ClassLoader樹上的任何一個ClassLoader相對比較后可以找到文件，那么文件就可以找到，當(dāng)然，讀取文件也使用委托模型 1. 直接IO /** * 假設(shè)當(dāng)前位置是 "C:/test"，通過執(zhí)行如下命令來運(yùn)行A "java com.rain.A" * 1. 在程序里可以使用絕對路徑，Windows下的絕對路徑以盤號開始，Unix下以"/"開始 * 2. 也可以使用相對路徑，相對路徑前面沒有"/" * 因?yàn)槲覀冊?nbsp;"C:/test" 目錄下執(zhí)行程序，程序入口點(diǎn)是"C:/test"，相對路徑就 * 是 "com/rain/config/sys.properties" * （例子中，當(dāng)前程序的ClassLoader是App ClassLoader，system ClassLoader = 當(dāng)前的 * 程序的ClassLoader，入口點(diǎn)是"C:/test"） * 對于ClassLoader樹，如果文件在jdk lib下，如果文件在jdk lib/ext下，如果文件在環(huán)境變量里， * 都可以通過相對路徑"sys.properties"找到，lib下的文件最先被找到 */ File f = new File("C:/test/com/rain/config/sys.properties"); // 使用絕對路徑 //File f = new File("com/rain/config/sys.properties"); // 使用相對路徑 InputStream is = new FileInputStream(f); 如果是配置文件，可以通過java.util.Properties.load(is)將內(nèi)容讀到Properties里，Properties默認(rèn)認(rèn)為is的編碼是ISO-8859-1，如果配置文件是非英文的，可能出現(xiàn)亂碼問題。 2. 使用ClassLoader /** * 因?yàn)橛?種方法得到ClassLoader，對應(yīng)有如下3種方法讀取文件 * 使用的路徑是相對于這個ClassLoader的那個點(diǎn)的相對路徑，此處只能使用相對路徑 */ InputStream is = null; is = this.getClass().getClassLoader().getResourceAsStream( "com/rain/config/sys.properties"); //方法1 //is = Thread.currentThread().getContextClassLoader().getResourceAsStream( "com/rain/config/sys.properties"); //方法2 //is = ClassLoader.getSystemResourceAsStream("com/rain/config/sys.properties"); //方法3 如果是配置文件，可以通過java.util.Properties.load(is)將內(nèi)容讀到Properties里，這里要注意編碼問題。 3. 使用ResourceBundle ResourceBundle bundle = ResourceBundle.getBoundle("com.rain.config.sys"); 這種用法通常用來載入用戶的配置文件，關(guān)于ResourceBunlde更詳細(xì)的用法請參考其他文檔 總結(jié)：有如下3種途徑來載入文件 1. 絕對路徑 ---> IO 2. 相對路徑 ---> IO ---> ClassLoader 3. 資源文件 ---> ResourceBundle 2.3 如何在web應(yīng)用里載入資源在web應(yīng)用里當(dāng)然也可以使用ClassLoader來載入資源，但更常用的情況是使用ServletContext，如下是web目錄結(jié)構(gòu) ContextRoot |- JSP、HTML、Image等各種文件 |- [WEB-INF] |- web.xml |- [lib] Web用到的JAR文件 |- [classes] 類文件 用戶程序通常在classes目錄下，如果想讀取classes目錄里的文件，可以使用ClassLoader，如果想讀取其他的文件，一般使用ServletContext.getResource() 如果使用ServletContext.getResource(path)方法，路徑必須以"/"開始，路徑被解釋成相對于ContextRoot的路徑，此處載入文件的方法和ClassLoader不同，舉例"/WEB-INF/web.xml","/download/WebExAgent.rar"
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