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Java中如何去自定义一个类加载器

article 2025/3/14 9:14:20

之前写过一篇，关于类加载器和双亲委派的文章，里边提到过可以根据自己的需要，去写一个自定义的类加载器，正好有人问这个问题，今天有时间就来手写一个自定义的类加载器，并使用这个自定义的类加载器来加载一个class字节码文件。

一、明白为什么需要用到自定义类加载器

官方给的回答是：为 Java 应用程序提供更加灵活和可定制的类加载机制，并实现类的隔离。

为了好理解，我列举一些场景：

1、拓展加载源

其实JVM除了能加载咱们本地编译好的class文件外，还可以加载其他来源的class文件，比如可以

从网络、数据库、从你指定磁盘位置等地方加载类。

2、实现类隔离

具体来说就是，自定义类加载器可以实现类隔离，避免类之间的冲突和干扰，这个在 tomcat 里就

有大量的应用。

注意：比较两个类是否相等，只有两个类是由同一个类加载器加载的前提下才有意义，否则即使两

个类来自同一个class文件，但是由于加载它们的类加载器不同，那这两个类就不相等。也就是即

使都来自于同一个class文件但是由不同类加载器加载的那就是两个独立的类，用 instanceof 这种

对比都是不同的。

二、大概了解一下ClassLoader类的源码

从上图，可以看到，ClassLoader 它是一个抽象类，里边的方法也很多，有已经实现的方法，也有空的方法体等着继承它的子类，根据自身场景去具体的实现。

ClassLoader类里虽然方法很多，但是其中咱们最最关注的有 三个方法：

1、loadClass() 方法

loadClass() 方法是用于加载指定名称的类，双亲委派模型核心实现，这个直接由ClassLoader自己实现，一般不建议重写这个方法。遵循双亲委派模型，首先委派给父类加载器进行加载，如果父类加载器无法加载该类，则自身进行加载

2、findClass() 方法

findClass() 方法是用于查找类的方法，它在ClassLoader里并没有具体的实现，需要由子类加载器去实现，用于查找自身命名空间中的类，自定义类加载器推荐重写这个方法

从上图可以看到 loadClass()方法里的大致逻辑，其中 findClass()方法是在loadClass()方法中被调用的，当loadClass()方法中加载失败后，则调用自己的findClass()方法来完成类加载。但是ClassLoader里对findClass()方法没有实现，需要自己实现具体逻辑，findClass()方法通常是和下边的defineClass()方法一起使用的

可以点 findClass()方法，进去看看，可以看到，ClassLoader里findClass()方法确实是个空实现，啥也没做，就抛出了个异常。这是个经常使用的到非常典型的模板设计模式

3、defindClass() 方法

defindClass() 方法是用于定义类的方法，它将字节数组转换为 Class 对象，并将其添加到类加载器的命名空间中。这个方法在ClassLoader里已经实现，findClass()方法通常是和defineClass()方法一起使用的

三、自定义一个ClassLoader类加载器

了解了上边的知识后，下面就开始手写一个类加载器，并尝试着用它来加载咱们准备的一个class字节码文件。

1、自定义一个类，继承ClassLoader类，重写里边的findClass()方法

package com.cj.cl;

import java.io.BufferedInputStream;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;

public class MyClassLoader extends ClassLoader{

    private String path;

    public MyClassLoader(String path) {
        this.path = path;
    }


    @Override
    protected Class<?> findClass(String name){

        String fileName = path + name + ".class";

        System.out.println(fileName);

        try(BufferedInputStream bis = new BufferedInputStream(new FileInputStream(fileName));
            ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
        ) {

            //用IO流去本地磁盘上读取一个class字节码文件
            int len;
            byte[] data = new byte[1024];
            while ((len=bis.read(data))!=-1){
                bos.write(data,0,len);
            }

            //把它转换成字节数组
            byte[] bytes = bos.toByteArray();
            //再把字节数组 传给defindClass() 方法，由defineClass完成类的加载
            Class<?> defineClass = defineClass(null, bytes, 0, bytes.length);
            return defineClass;

        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        return null;

    }

}

自己写的这个类加载器的代码也很简单，就是用IO流去本地磁盘上读取一个class字节码文件，然后把它转换成字节数组，传给defindClass() 方法，defindClass() 方法就能将字节数组转换为 Class 对象，并将其添加到类加载器的命名空间中，完成类的加载。

2、准备一个编译好的class字节码文件

我在idea里随便写一个Student类

然后在这个类上点击右键

就可以直接进入该类所在的目录里了，进来之后，在下边的命令行输入 javac Student.java

编译成功后，当前目录会多出一个编译好的class字节码文件

然后把这个class文件剪切到 E盘

3、测试自己写的自定义类加载器

写个main方法来测试

package com.cj;

import com.cj.cl.MyClassLoader;

public class Main {

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        MyClassLoader myClassLoader = new MyClassLoader("E:/");

        //使用自己自定义的类加载器，去加载Student.class 字节码文件
        Class<?> clazz = myClassLoader.loadClass("Student");

        //得到class字节码后，使用反射来创建对象
        Object obj = clazz.getDeclaredConstructor().newInstance();

        //打印出obj这个对象所属的类名
        System.out.println(obj.getClass().getName());
        //打印出obj这个对象所属的类 用的类加载器的名称
        System.out.println(obj.getClass().getClassLoader().getClass().getName()+"类加载器");
    }

}