类加载器从 jdk 1.0 就出现了,最初是为了满足 java applet 的需要而开发出来的。java applet 需要从远程下载 java 类文件到浏览器中并执行。现在类加载器在 web 容器和 osgi 中得到了广泛的使用。一般来说,java 应用的开发人员不需要直接同类加载器进行交互。java 虚拟机默认的行为就已经足够满足大多数情况的需求了。不过如果遇到了需要与类加载器进行交互的情况,而对类加载器的机制又不是很了解的话,就很容易花大量的时间去调试<code>classnotfoundexception</code>和<code>noclassdeffounderror</code>等异常。本文将详细介绍 java 的类加载器,帮助读者深刻理解 java 语言中的这个重要概念。下面首先介绍一些相关的基本概念。
顾名思义,类加载器是用来将java类加载到java虚拟机(jvm)中的。它是java语言的一个创新,也是java语言流行的重要原因之一。它使得java类可以被动态加载到java虚拟机中并执行。
一般来说,java虚拟机使用java类的方式如下:java源程序(.java文件)---->经过编译之后---->变成java字节码(.class文件)。类加载器(classloader)负责读取java字节码,并转换成java.lang.class类的一个实例,每个这样的一个实例用来表示一个java类,通过此实例的newinstance()方法就可以创建出该类的一个对象。
java 类加载器的作用就是在运行时加载类(把类的二进制加载到内存中),它可以在将类加载到虚拟机中的时候检查类的完整性。
java虚拟机中可以安装多个类加载器,系统默认三个主要的类加载器,每个类加载器负责加载特定位置的类。他们分别是:
bootstrap、extclassloader、appclassloader
加载器也是一个java类,由于java类要由类加载器来加载,那第一个类加载器又是由谁来加载它呢?这个加载器是bootstrap。
bootstrap------它不是一个java类,他是嵌套在jvm(java虚拟机)中的一个用c++编写的二进制代码。
//得到我们自定义类的字节码,得到此字节码的类加载器,得到类加载器的字节码,得到字节码的名字
system.out.println(myclassloadertest.class.getclassloader().getclass().getname());
//得到我们自定义类的字节码,得到此字节码的类加载器,得到类加载器的字节码
system.out.println(myclassloadertest.class.getclassloader().getclass());
运行输出:
sun.misc.launcher$appclassloader
class sun.misc.launcher$appclassloader
运行下面代码:
//得到系统类的字节码,得到此字节码的类加载器
system.out.println(system.class.getclassloader());-------------------------------------------------1
//得到系统类的字节码,得到此字节码的类加载器,得到类加载器的字节码,得到字节码的名字
system.out.println(system.class.getclassloader().getclass().getname());
null
exception in thread "main" java.lang.nullpointerexception
at shipin44.myclassloadertest.main(myclassloadertest.java:16)
程序报空指针异常。
位置1的代码,运行结果为null,不代表它没类加载器,(如果没有那是谁加载它的呢?)而是加载它的加载器是bootstrap(一个特殊的类加载器,是c++写的二进制代码),bootstrap不是一个java对象,所以上面打印null。

public static void main(string[] args) {
classloader cl = myclassloadertest.class.getclassloader();
while (cl!=null) {
system.out.println(cl.getclass().getname());
//cl本来就是类加载器了,下面这样的写法是得到父加载器的父加载器多跳了1级
cl = cl.getparent().getclass().getclassloader();
}
//打印第一个类加载器
system.out.println(cl);
system.out.println("------------正确输出-------------");
cl = myclassloadertest.class.getclassloader();
system.out.println(cl.getclass().getname());
cl = cl.getparent();
}
输出结果:
null
------------正确输出-------------
sun.misc.launcher$extclassloader
鼠标右键点击myclassloadertest类--->选export--->java--->jar file--->next--->finish,然后将导出的包copy到jre\lib\ext目录下
运行输出:
zf.jar包中的myclassloadertest类中的代码如下:
classloader cl = myclassloadertest.class.getclassloader();
system.out.println("------------正确输出-------------");
当第一个类加载器要加载类的时候,它先不直接加载类,而是交(委托)给它的父类加载器去加载,而父类加载器又交(委托)给它的父类加载器去加载,就这样一直往上的走,当到了bootstrap这个类加载器时,它没有父加载器,然后它就到自己所管辖的范围去找,找到了就加载出来,没找到它就交给它的儿子加载器去加载,这时候它的儿子加载器才会去管辖的范围找,如果又没找到,那就又给儿子找,就这样一直往下,当最后回到第一个类加载器的时候,如果还是没找到的话就报异常。
图文解说(2级标题)
它的好处是可以集中管理,有这样一个情况,我有一个类要加载,这时候myclassloader1找到了这个类并加载了此类,而myclassloader2也找到了这个类也加载了此类,这时候内存中就存在了2个一样的字节码,这样就很浪费资源。
1-1、首先它会调用当前线程的类加载器去加载线程中的第一个类。
thread a = thread.currentthread();
system.out.println(a.getcontextclassloader().getclass().getname());
运行上面的代码输出:
sun.misc.launcher$appclassloader
1-2、如果类a中引用了类b,java虚拟机将使用加载类a的加载器来加载类b。
1-3、还可以直接调用classloader.loadclass()方法来指定某个类加载器去加载某个类。
thread a = thread.currentthread();
system.out.println(a.getcontextclassloader().getclass().getname());
a.setcontextclassloader(system.class.getclassloader());---------------------------------这里不写.getclass().getname())是因为null没有字节码,写了程序报空指针异常。
system.out.println(a.getcontextclassloader());
运行上面的代码输出:
sun.misc.launcher$appclassloader
null
问:能不能自己写一个类叫java.lang.system?
答:一把情况下不能,因为委托机制的原因,当你写了这个类时,到加载的时候,流程会一直想上走,当到bootstrap时,它发现自己的管辖范围有,于是他就直接加载一个system给你了,而这个system是rt.jar中的类。如果自己写个类加载器就可以了,或者类名相同但是包名不相同也是可以的,但是不能类名和包名都相同。比如楼主可以写个类叫:com.lang.string。
1-1、自定义的类加载器必须继承classloader
1-2、一般尽量不要覆写已有的loadclass()方法中的委托逻辑
一般在jdk 1.2之前的版本才这样做,而且事实证明,这样做极有可能引起系统默认的类加载器不能正常工作。在jvm规范和jdk文档中(1.2或者以后版本中),都没有建议用户覆写loadclass(…)方法,相比而言,明确提示开发者在开发自定义的类加载器时覆写findclass(…)逻辑。
如果,覆盖loadclass方法,程序将不会用委托机制在创建代码,所以一般都覆盖findclass方法。
问题一:自定义一个类,然后编写一个简单的加密算法(把类的字节码中的0换成1,把1换成0),并输出到指定目录下,然后再自定义一个类加载器,用来加载加密过的类。
创建一个用来加密的原始类,此类继承java.util.date。并重写tostring()方法。代码如下
package shipin44;
import java.util.date;
public class classloaderattachment extends date {
public string tostring(){
return "hello,itcast";
}
编写加密方法。代码如下:
/**
* 将传过来的二进制加密(把1变成0,把0变成1)
* cypher:暗号的意思
* @param ips:超类,为了能传多种输入流(里氏代换原则)
* @param ops:超类,为了能传多种输出流(里氏代换原则)
* @throws exception
*/
public static void cypher(inputstream ips,outputstream ops) throws exception{
int b = -1;
// ips.read();帮助文档中的解释
// read
// public abstract int read()
// throws ioexception从输入流中读取数据的下一个字节。返回 0 到 255 范围内的 int 字节值。如果因为已经到达流末尾而没有可用的字节,则返回值 -1。在输入数据可用、检测到流末尾或者抛出异常前,此方法一直阻塞。
// 子类必须提供此方法的一个实现。
// 返回:下一个数据字节;如果到达流的末尾,则返回 -1。
// 抛出: ioexception - 如果发生 i/o 错误。
while ((b = ips.read()) != -1) {
ops.write( b ^ 0xff);
//system.out.println(b+"\t");//打印输出的内容看不懂
//system.out.println(b ^ 0xff);//打印输出的内容看不懂
编写执行加密操作的方法。代码如下
* 开始做加密文件的工作
* @param args:调用min方法时传进来的参数
* @throws exception
public static void doworkcypher(string[] args) throws exception{
//源文件路径
string srcpath = args[0];
//文件所在的目录
string destdir = args[1];
//获得文件名
string destfilename = srcpath.substring(srcpath.lastindexof('\\')+1);
//目标文件的相对路径
string destpath = destdir + "\\" + destfilename;
//输入流,把东西写入内存中,srcpath原文件的绝对路径
fileinputstream fis = new fileinputstream(srcpath);
//输入流,把东西从内存中写出来,写到硬盘上,destpath加密后的文件的相对路径
fileoutputstream fos = new fileoutputstream(destpath);
//加密类
cypher(fis, fos);
//关闭流
fis.close();
fos.close();
编写main方法。
public static void main(string[] args) throws exception{
// todo auto-generated method stub
doworkcypher(args);
调用main方法
1、鼠标右键点工程--->new--->folder--->输入itcast
2、鼠标右键点以上方法所属的类--->run as--->java application,程序报错,因为调用min方法时没传相应的参数进去。
3、鼠标右键点以上方法所属的类--->run as--->run confugurarion--->arguments--->program(节目) arguments(参数)--->输入classloaderattachment.class所在的绝对路径--->空格--->再输入上面的folder名--->点apply--->最后run。
4、最后点项目工程f5刷新后,会发现itcast文件夹下多了个classloaderattachment.class文件,此文件是加过密的文件。
测试结果
1、在一个min方法中打印system.out.println(new classloaderattachment().tostring());,输出结果是:
hello,itcast
这时候的加载的类是原始的类
2、用itcast文件夹下的classloaderattachment.class,把f:\java\bianchengruanjian\myeclipseworkspace\zhangxiaoxiangjichujiaqiang\bin\shipin44\classloaderattachment.class目录下的原始.class(未加过密的)替换掉,运行system.out.println(new classloaderattachment().tostring());,程序报错。
编写自定义类加载器,此类必须继承classloader。
重写findclass方法,不能重写loadclass方法。代码如下:
//目录名(itcast)
string classdir;
/**
* 重写findclass方法
@override
protected class<?> findclass(string name) throws classnotfoundexception {
// todo auto-generated method stub
string classfilename = classdir + "\\" + name + ".class";
try {
fileinputstream fis = new fileinputstream(classfilename);
//加密的.class的绝对路径,这样也可以,这位置的classloaderattachment.class是加过密的
// classfilename = "c:\\users\\json\\desktop\\classloaderattachment.class";
bytearrayoutputstream bos = new bytearrayoutputstream();
cypher(fis, bos);
fis.close();
byte[] bytes = bos.tobytearray();
return defineclass(bytes, 0, bytes.length);
} catch (exception e) {
// todo auto-generated catch block
e.printstacktrace();
return super.findclass(name);
//构造函数
public myclassloader(string classdir){
this.classdir = classdir;
1、在一个min方法中运行system.out.println(new classloaderattachment().tostring());,打印输出:
2、将加过密后的classloaderattachment.class替换掉未加过密的classloaderattachment.class文件。在myeclipseworkspace\zhangxiaoxiangjichujiaqiang\bin\shipin44目录下运行程序报错,如下图:
3、用自定义类加载器myclassloader加载,加过密的classloaderattachment,在min方法中运行如下代码:
class clazz = new myclassloader("itcast").loadclass("classloaderattachment");
date d1 = (date) clazz.newinstance();
system.out.println(d1.getclass().getclassloader().getclass().getname());
system.out.println(d1.getclass().getclassloader().getparent().getclass().getname());
system.out.println(d1.tostring());
输出结果:
shipin44.myclassloader
模板方法模式(template method pattern),定义一个操作中的算法骨架,而将一些实现步骤延迟到子类当中。模板方法使得子类可以在不改变算法结构的情况下,重新定义算法中的某些步骤。
模板方法模式是比较简单的一种设计模式,但是它却是代码复用的一项基本的技术,在类库中尤其重要,它遵循“抽象类应当拥有尽可能多的行为,应当拥有尽可能少的数据”的重构原则。作为模板的方法要定义在父类中(并写完此方法),在方法的定义中使用抽象方法,而只看父类的抽象方法是根本不知道怎么处理的,实际具体处理的是子类,在子类中实现具体功能,因此不同的子类执行将会得出不同的实现结果,但是处理流程还是按照父类定制的方式。这就是模板方法的要义所在,定制算法骨架,让子类具体实现。
1-1、一次性实现一个算法不变的部分,并将可变的行为留给子类来实现;
1-2、各子类中具有公共行为的时候,应该被提取出来并集中到一个公共父类中以避免代码重复。
1-3、当需要控制子类扩展的时候。模板方法在特定点调用钩子操作,这样就只允许在这些点进行扩展。
下面简单地描述一下上班族正常一天的生活行为
我们看到,每个人吃早餐和乘坐交通工具的方式都是个性化行为,但是每个人的行为框架确实一致的,那就是:起床、吃早餐、乘坐交通工具、工作。而每个人吃早餐和乘坐交通工具的行为却是要单独实现的。
package com.demo;
public abstract class abstractpeople {
* 起床
public void getup(){
system.out.println("起床");
* 吃早餐
public abstract void havebreakfast();
* 抽象乘坐交通工具的方法
public abstract void transport();
* 工作
public void dowork(){
system.out.println("工作");
* 模板方法(每天的行为)
public void daylift(){
system.out.println("-----------------------");
getup();
havebreakfast();
transport();
dowork();
system.out.println("------------------------");
public class peoplea extends abstractpeople {
* 具体吃早餐的方法
public void havebreakfast() {
system.out.println("吃三明治,喝牛奶");
* 具体做交通工具的方法
public void transport() {
system.out.println("开私家车上班");
public class peopleb extends abstractpeople {
system.out.println("喝粥,吃小菜");
system.out.println("坐公交车上班");
public class peoplec extends abstractpeople {
system.out.println("吃煎饼,喝豆浆");
system.out.println("做地铁上班");
public class client {
* @param args
public static void main(string[] args) {
abstractpeople peoplea = new peoplea();
abstractpeople peopleb = new peopleb();
abstractpeople peoplec = new peoplec();
peoplea.daylift();
peopleb.daylift();
peoplec.daylift();
运行client类输出结果:
-----------------------
起床
吃三明治,喝牛奶
开私家车上班
工作
------------------------
喝粥,吃小菜
坐公交车上班
吃煎饼,喝豆浆
做地铁上班