在流行的商业化编程语言中，Java 语言由于在 Java 虚拟机 (JVM) 上运行而显得与众不同。这意味着已编译的程序是一种特殊的、独立于平台的格式，并非依赖于它们所运行的机器。在很大程度上，这种格式不同于传统的可执行程序格式。

与 C 或 C++ 编写的程序不同，Java 程序并不是一个可执行文件，而是由许多独立的类文件组成，每一个文件对应于一个 Java 类。

此外，这些类文件并非立即全部都装入内存，而是根据程序需要装入内存。ClassLoader 是 JVM 中将类装入内存的那部分。

而且，Java ClassLoader 就是用 Java 语言编写的。这意味着创建您自己的 ClassLoader 非常容易，不必了解 JVM 的微小细节。

如果 JVM 已经有一个 ClassLoader，那么为什么还要编写另一个呢？问得好。缺省的 ClassLoader 只知道如何从本地文件系统装入类文件。不过这只适合于常规情况，即已全部编译完 Java 程序，并且计算机处于等待状态。

但 Java 语言最具新意的事就是 JVM 可以非常容易地从那些非本地硬盘或从网络上获取类。例如，浏览者可以使用定制的 ClassLoader 从 Web 站点装入可执行内容。

有许多其它方式可以获取类文件。除了简单地从本地或网络装入文件以外，可以使用定制的 ClassLoader 完成以下任务：

• 在执行非置信代码之前，自动验证数字签名
• 使用用户提供的密码透明地解密代码
• 动态地创建符合用户特定需要的定制化构建类

定制 ClassLoader 示例

如果使用过 JDK 或任何基于 Java 浏览器中的 Applet 查看器，那么您差不多肯定使用过定制的 ClassLoader。

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ClassLoader 的基本目标是对类的请求提供服务。当 JVM 需要使用类时，它根据名称向 ClassLoader 请求这个类，然后 ClassLoader 试图返回一个表示这个类的 Class 对象。

通过覆盖对应于这个过程不同阶段的方法，可以创建定制的 ClassLoader。

在本章的其余部分，您会学习 Java ClassLoader 的关键方法。您将了解每一个方法的作用以及它是如何适合装入类文件这个过程的。您也会知道，创建自己的 ClassLoader 时，需要编写什么代码。

在下一章中，您将会利用这些知识来使用我们的 ClassLoader 示例 -- CompilingClassLoader。

方法 loadClass

ClassLoader.loadClass() 是 ClassLoader 的入口点。其特征如下：

第三章：Compiling ClassLoader

以下是 CompilingClassLoader.java 的源代码

// $Id$

import java.io.*;

/*

A CompilingClassLoader compiles your Java source on-the-fly.  It checks

for nonexistent .class files, or .class files that are older than their

corresponding source code.*/

public class CompilingClassLoader extends ClassLoader

{

// Given a filename, read the entirety of that file from disk

// and return it as a byte array.

private byte[] getBytes( String filename ) throws IOException {

// Find out the length of the file

File file = new File( filename );

long len = file.length();

// Create an array that's just the right size for the file's

// contents

byte raw[] = new byte[(int)len];

// Open the file

FileInputStream fin = new FileInputStream( file );

// Read all of it into the array; if we don't get all,

// then it's an error.

int r = fin.read( raw );

if (r != len)

throw new IOException( "Can't read all, "+r+" != "+len );

// Don't forget to close the file!

fin.close();

// And finally return the file contents as an array

return raw;

}

// Spawn a process to compile the java source code file

// specified in the 'javaFile' parameter.  Return a true if

// the compilation worked, false otherwise.

private boolean compile( String javaFile ) throws IOException {

// Let the user know what's going on

System.out.println( "CCL: Compiling "+javaFile+"..." );

// Start up the compiler

Process p = Runtime.getRuntime().exec( "javac "+javaFile );

// Wait for it to finish running

try {

p.waitFor();

} catch( InterruptedException ie ) { System.out.println( ie ); }

// Check the return code, in case of a compilation error

int ret = p.exitValue();

// Tell whether the compilation worked

return ret==0;

}

// The heart of the ClassLoader -- automatically compile

// source as necessary when looking for class files

public Class loadClass( String name, boolean resolve )

throws ClassNotFoundException {



// Our goal is to get a Class object

Class clas = null;



// First, see if we've already dealt with this one

clas = findLoadedClass( name );



//System.out.println( "findLoadedClass: "+clas );



// Create a pathname from the class name

// E.g. java.lang.Object => java/lang/Object

String fileStub = name.replace( '.', '/' );



// Build objects pointing to the source code (.java) and object

// code (.class)

String javaFilename = fileStub+".java";

String classFilename = fileStub+".class";



File javaFile = new File( javaFilename );

File classFile = new File( classFilename );



//System.out.println( "j "+javaFile.lastModified()+" c "+

//  classFile.lastModified() );



// First, see if we want to try compiling.  We do if (a) there

// is source code, and either (b0) there is no object code,

// or (b1) there is object code, but it's older than the source

if (javaFile.exists() &&

(!classFile.exists() ||

javaFile.lastModified() > classFile.lastModified())) {



try {

// Try to compile it.  If this doesn't work, then

// we must declare failure.  (It's not good enough to use

// and already-existing, but out-of-date, classfile)

if (!compile( javaFilename ) || !classFile.exists()) {

throw new ClassNotFoundException( "Compile failed: "+javaFilename );

}

} catch( IOException ie ) {



// Another place where we might come to if we fail

// to compile

throw new ClassNotFoundException( ie.toString() );

}

}



// Let's try to load up the raw bytes, assuming they were

// properly compiled, or didn't need to be compiled

try {



// read the bytes

byte raw[] = getBytes( classFilename );



// try to turn them into a class

clas = defineClass( name, raw, 0, raw.length );

} catch( IOException ie ) {

// This is not a failure!  If we reach here, it might

// mean that we are dealing with a class in a library,

// such as java.lang.Object

}



//System.out.println( "defineClass: "+clas );



// Maybe the class is in a library -- try loading

// the normal way

if (clas==null) {

clas = findSystemClass( name );

}



//System.out.println( "findSystemClass: "+clas );



// Resolve the class, if any, but only if the "resolve"

// flag is set to true

if (resolve && clas != null)

resolveClass( clas );



// If we still don't have a class, it's an error

if (clas == null)

throw new ClassNotFoundException( name );



// Otherwise, return the class

return clas;

}


 }

CCRun.java




以下是 CCRun.java 的源代码




// $Id$



import java.lang.reflect.*;



/*



CCLRun executes a Java program by loading it through a

CompilingClassLoader.



*/



public class CCLRun

{

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



// The first argument is the Java program (class) the user

// wants to run

String progClass = args[0];



// And the arguments to that program are just

// arguments 1..n, so separate those out into

// their own array

String progArgs[] = new String[args.length-1];

System.arraycopy( args, 1, progArgs, 0, progArgs.length );



// Create a CompilingClassLoader

CompilingClassLoader ccl = new CompilingClassLoader();



// Load the main class through our CCL

Class clas = ccl.loadClass( progClass );



// Use reflection to call its main() method, and to

// pass the arguments in.



// Get a class representing the type of the main method's argument

Class mainArgType[] = { (new String[0]).getClass() };



// Find the standard main method in the class

Method main = clas.getMethod( "main", mainArgType );



// Create a list containing the arguments -- in this case,

// an array of strings

Object argsArray[] = { progArgs };



// Call the method

main.invoke( null, argsArray );

}

}

Foo.java




以下是 Foo.java 的源代码




// $Id$



public class Foo

{

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

System.out.println( "foo! "+args[0]+" "+args[1] );

new Bar( args[0], args[1] );

}

}

Bar.java




以下是 Bar.java 的源代码        


// $Id$



import baz.*;



public class Bar

{

public Bar( String a, String b ) {

System.out.println( "bar! "+a+" "+b );

new Baz( a, b );



try {

Class booClass = Class.forName( "Boo" );

Object boo = booClass.newInstance();

} catch( Exception e ) {

e.printStackTrace();

}

}

}

baz/Baz.java




以下是 baz/Baz.java 的源代码




// $Id$



package baz;



public class Baz

{

public Baz( String a, String b ) {

System.out.println( "baz! "+a+" "+b );

}

}



Boo.java




以下是 Boo.java 的源代码        


// $Id$



public class Boo

{

public Boo() {

System.out.println( "Boo!" );

}

}