【基础篇】六、自定义类加载器打破双亲委派机制

文章目录

1、ClassLoader抽象类的方法源码
2、打破双亲委派机制：自定义类加载器重写loadclass方法
3、自定义类加载器默认的父类加载器
4、两个自定义类加载器加载相同限定名的类，不会冲突吗？
5、一点思考

1、ClassLoader抽象类的方法源码

ClassLoader类的核心方法：

从一句常写的代码开始看ClassLoader这个抽象类的源码：

ClassLoader classLoader = TestJvm.class.getClassLoader();
Class<?> clazz = classLoader.loadClass("com.plat.A");

loadClass方法源码：

public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {//传入了false，往下跟return loadClass(name, false);
}

往下跟：

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException {//加synchronized，防止多线程下重复加载synchronized (getClassLoadingLock(name)) {// 先检查类是否已被加载，findLoadedClass往下跟是调用native方法Class<?> c = findLoadedClass(name);if (c == null) {long t0 = System.nanoTime();try {//类加载器的parent属性不为空，即有父加载器if (parent != null) {//自己调自己，这里体现的是向上查找c = parent.loadClass(name, false);} else {//去启动类加载器里找，往下跟是native方法c = findBootstrapClassOrNull(name);}} catch (ClassNotFoundException e) {// ClassNotFoundException thrown if class not found// from the non-null parent class loader}//三个加载器用完了，c还是为空if (c == null) {// If still not found, then invoke findClass in order// to find the class.long t1 = System.nanoTime();//那就调用findClass方法，它是LoadClass抽象类的空方法，给子类去实现，这是自定义类加载器的切入点和扩展点c = findClass(name);// this is the defining class loader; record the statsPerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);PerfCounter.getFindClasses().increment();}}//resolve为false，则不执行resolveClass方法，即不要类生命周期里的连接阶段if (resolve) {resolveClass(c);}return c;}
}

源码摘要：

在这里插入图片描述

关于以上源码，做个简单的验证，上面提到loadClass源码传了false，导致没有进行类生命周期的连接阶段：

public class A02{static {System.out.println("类A02正在进行初始化阶段");}
}

public class LoaderTest {public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IOException {ClassLoader classLoader = LoaderTest.class.getClassLoader();Class<?> clazz = classLoader.loadClass("com.plat.pay.A02");}
}

在这里插入图片描述

发现A02类的static代码块没被执行，这就是因为这里的loadClass方法，其源码传入了false，导致resolveClass方法不执行，即后面的连接、初始化阶段都没了，而static代码块在初始化阶段执行，这和Class.forName是有本质区别的，后者连接和初始化阶段都执行。

2、打破双亲委派机制：自定义类加载器重写loadclass方法

创建一个类，继承ClassLoader抽象类，重写loadClass方法：

import org.apache.commons.io.IOUtils;import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.security.ProtectionDomain;
import java.util.regex.Matcher;/*** 打破双亲委派机制 - 自定义类加载器*/public class BreakClassLoader1 extends ClassLoader {private String basePath;private final static String FILE_EXT = ".class";public void setBasePath(String basePath) {this.basePath = basePath;}private byte[] loadClassData(String name)  {try {String tempName = name.replaceAll(".", Matcher.quoteReplacement(File.separator));FileInputStream fis = new FileInputStream(basePath + tempName + FILE_EXT);try {return IOUtils.toByteArray(fis);} finally {IOUtils.closeQuietly(fis);}} catch (Exception e) {System.out.println("自定义类加载器加载失败，错误原因：" + e.getMessage());return null;}}@Overridepublic Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {byte[] data = loadClassData(name);return defineClass(name, data, 0, data.length);}}

写个测试类：

在这里插入图片描述

跟进报错的第二行preDefineClass方法，发现自定义加载器的父类ClassLoader中做了校验，以java开头抛安全异常，也是安全的体现：

在这里插入图片描述

换一个普通命名的包：

在这里插入图片描述

报错找不到Object，加载A类前，会先加载其父类Object，此时可拷贝个Object的class到我这个目录，也可以修改自定义加载器的实现，java开头时，则交给父类去加载：

@Overridepublic Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {//如果全类名是java开头的类，就让父类加载器去办if(name.startsWith("java.")){return super.loadClass(name);}byte[] data = loadClassData(name);return defineClass(name, data, 0, data.length);}

再测试：

public class LoaderTest {public static void main(String[] args) throws Exception {BreakClassLoader1 classLoader = new BreakClassLoader1();classLoader.setBasePath("D:\\springboot\\pay\\target\\classes\\");Class<?> clazz = classLoader.loadClass("com.plat.pay.A02");System.out.println(clazz.getClassLoader());}
}

加载成功：

在这里插入图片描述

查看自定义加载器的父加载器：

BreakClassLoader1 classLoader = new BreakClassLoader1();
System.out.println(classLoader);
System.out.println(classLoader.getParent());
//System.out.println(BreakClassLoader1.getSystemClassLoader());

发现其父加载器是应用程序加载器：

在这里插入图片描述

3、自定义类加载器默认的父类加载器

复习super关键字：当构造方法的第一行，既没有this(……）又没有super(……)的时候，默认会有一个super()，表示通过当前子类的构造方法调用其父类的无参构造方法。自定义类加载器父类ClassLoader类的无参构造：

在这里插入图片描述

this是在调用本类的另一个构造方法：

在这里插入图片描述

传入的getSystemClassLoader值为一个AppClassLoader，因此，自定义类加载器默认的父类加载器。

4、两个自定义类加载器加载相同限定名的类，不会冲突吗？

不会冲突，在同一个Java虚拟机中，只有相同类加载器+相同的类限定名才会被认为是同一个类。

public class LoaderTest {public static void main(String[] args) throws Exception {BreakClassLoader1 classLoader1 = new BreakClassLoader1();classLoader1.setBasePath("D:\\springboot\\pay\\target\\classes\\");Class<?> clazz1 = classLoader1.loadClass("com.plat.pay.A02");BreakClassLoader1 classLoader2 = new BreakClassLoader1();classLoader2.setBasePath("D:\\springboot\\pay\\target\\classes\\");Class<?> clazz2 = classLoader2.loadClass("com.plat.pay.A02");//关于==：//如果是基本数据类型的比较，则比较的是值。//如果是包装类或者引用类的比较，则比较的是对象地址//关于equals：//equals方法没有重写还是比较对象地址//equals方法重写后比较啥，是看重写的逻辑是啥System.out.println(clazz1 == clazz2);}
}

结果为false，即同一个类，被两个自定义加载器加载，是两个不同的Class对象
在这里插入图片描述

采用Arthas验证，在上面程序后面加一句输入，卡着让程序别退出运行：

System.in.read();

出现两次，即一个类如果由两个自定义类加载器分别去加载，在程序中会出现两个不同的class对象：

在这里插入图片描述
小补充：

//设置线程上下文的类加载器
Thread.currentThread().setContextClassLoader(new BreakClassLoader1());
//com.plat.broken.BreakClassLoader1@6537cf78
System.out.println(Thread.currentThread().getContextClassLoader());

5、一点思考

上面提到的，一个类被两个自定义类加载器去加载，会有两个class对象，那问题来了，双亲委派机制呢？不查？这是因为上面我写的自定义类加载器，直接重写了loadClass方法，而重写的实现里，没有原来的查父类（参考上面loadClass本来的源码），而是直接去指定路径把class读成一个二进制流传入。因此，如果想在不打破双亲委派机制的前提下自定义类加载器，那正确姿势应该是重写loadClass内部调用的findClass方法，且常规开发自定义类加载器，重写的也是findClass方法，而非loadClass方法

在这里插入图片描述