疯狂JAVA讲义---第十八章：类加载

本文主要是介绍疯狂JAVA讲义---第十八章：类加载，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

与普通程序不同的是，Java程序（class文件）并不是本地的可执行程序。当运行Java程序时，首先运行JVM（Java虚拟机），然后再把Java class加载到JVM里头运行，负责加载Java class的这部分就叫做Class Loader。

JVM本身包含了一个ClassLoader称为Bootstrap ClassLoader，和JVM一样，Bootstrap ClassLoader是用本地代码实现的，它负责加载核心Java Class（即所有java.*开头的类）。另外JVM还会提供两个ClassLoader，它们都是用Java语言编写的，由Bootstrap ClassLoader加载；其中Extension ClassLoader负责加载扩展的Java class（例如所有javax.*开头的类和存放在JRE的ext目录下的类），Application ClassLoader负责加载应用程序自身的类。

 

什么时候JVM会使用ClassLoader加载一个类呢？当你使用java去执行一个类，JVM使用Application ClassLoader加载这个类；然后如果类A引用了类B，不管是直接引用还是用Class.forName()引用，JVM就会找到加载类A的ClassLoader，并用这个ClassLoader来加载类B。

 

似乎JVM自身的ClassLoader已经足够了，为什么我们还需要创建自己的ClassLoader呢？

因为JVM自带的ClassLoader只是懂得从本地文件系统加载标准的java class文件，如果编写你自己的ClassLoader，你可以做到：
1）在执行非置信代码之前，自动验证数字签名
2）动态地创建符合用户特定需要的定制化构建类
3）从特定的场所取得java class，例如数据库中
4) 等等

下面举个例子从.java文件直接加载，eg

public class CompileClassLoader extends ClassLoader { //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]; FileInputStream fin = new FileInputStream(file); //一次读取class文件的全部二进制数据 int r = fin.read(raw); if(r != len) throw new IOException("无法读取全部文件：" + r + " != " + len); fin.close(); return raw; } //定义编译指定Java文件的方法 private boolean compile(String javaFile) throws IOException { System.out.println("CompileClassLoader: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 ie) { System.out.println(ie); } //获取javac线程的退出值 int ret = p.exitValue(); //返回编译是否成功 return ret == 0; } //重写ClassLoader的findClass方法 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文件修改时间晚时，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( "ClassNotFoundExcetpion:" + 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("缺少运行的目标类，请按如下格式运行Java源文件："); System.out.println("java CompileClassLoader ClassName"); } //第一个参数是需要运行的类 String progClass = args[0]; //剩下的参数将作为运行目标类时的参数，所以将这些参数复制到一个新数组中 String progArgs[] = new String[args.length-1]; System.arraycopy(args,1,progArgs,0,progArgs.length); CompileClassLoader ccl = new CompileClassLoader(); //加载需要运行的类 Class<?> clazz = ccl.loadClass(progClass); //获取需要运行的类的主方法 Method main = clazz.getMethod("main" , (new String[0]).getClass()); Object argsArray[] = {progArgs}; main.invoke(null,argsArray); } }

当一个java class被加载到JVM之后，它有没有可能被卸载呢？我们知道Win32有FreeLibrary()函数，Posix有dlclose()函数可以被调用来卸载指定的动态连接库，但是Java并没有提供一个UnloadClass()的方法来卸载指定的类。

在Java中，java class的卸载仅仅是一种对系统的优化，有助于减少应用对内存的占用。既然是一种优化方法，那么就完全是JVM自行决定如何实现，对Java开发人员来说是完全透明的。

 

在什么时候一个java class/interface会被卸载呢？Sun公司的原话是这么说的："class or interface may be unloaded if and only if its class loader is unreachable. Classes loaded by the bootstrap loader may not be unloaded."

 

事实上我们关心的不是如何卸载类的，我们关心的是如何更新已经被加载了的类从而更新应用的功能。JSP则是一个非常典型的例子，如果一个JSP文件被更改了，应用服务器则需要把更改后的JSP重新编译，然后加载新生成的类来响应后继的请求。

其实一个已经加载的类是无法被更新的，如果你试图用同一个ClassLoader再次加载同一个类，就会得到异常（java.lang.LinkageError: duplicate class definition），我们只能够重新创建一个新的ClassLoader实例来再次加载新类。至于原来已经加载的类，开发人员不必去管它，因为它可能还有实例正在被使用，只要相关的实例都被内存回收了，那么JVM就会在适当的时候把不会再使用的类卸载。

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