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[文章信息]
作者: cqfz
时间: 2005-02-15
出处: 天极网blog
责任编辑: 方舟
[文章导读]
在jdk1.2以后,类加载是通过委托来完成的,这意味着如果 ClassLoader 不能找到类……

  一、在jdk1.2以后,类加载是通过委托来完成的,这意味着如果 ClassLoader 不能找到类,它会请求父代 ClassLoader 来执行此项任务,所有 ClassLoaders 的根是系统 ClassLoader,它会以缺省方式装入类 -- 即,从本地文件系统。今天我们就来探讨一下在jvm中这些机制是怎样运行的。让我们假设有一个class字节码文件(比如Hello.class文件),那么在应用程序中,他是如何被加载进来,并形成一个类对象的呢?我们这篇文章的目的就是为了解释这个问题。

  在java.lang包里有个ClassLoader类,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。其中有个loadClass(String name, boolean resolve)方法,该方法为ClassLoader的入口点,在jdk1.2以后,loadClass方法将缺省调用findClass方法,详细内容可以参考API文档,我们编写的ClassLoader主要就是为了覆盖以上两个方法。回到我们刚才的问题,怎样读进字节码文件,并把它构成一个类对象呢?在ClassLoader里有个方法,Class defineClass(String name, byte[] b, int off, int len),答案就在这里了,我们根据把class字节码文件(如Hello.class)读进一个字节数组里,byte[] b,并把它转化为Class对象,而这些数据可以来源于文件,网络等,神奇吧:)

  defineClass管理 JVM 的许多复杂、神秘和倚赖于实现的方面 -- 它把字节码分析成运行时数据结构、校验有效性等等。不必担心,您无需亲自编写它。事实上,即使您想要这么做也不能覆盖它,因为它已被标记成最终的。

  其他一些方法:

  findSystemClass方法:从本地文件系统装入文件。它在本地文件系统中寻找类文件,如果存在,就使用 defineClass 将原始字节转换成 Class 对象,以将该文件转换成类。

  findClass方法:jdk1.2以后loadClass 的缺省实现调用这个新方法。findClass 的用途包含您的 ClassLoader 的所有特殊代码,而无需要复制其它代码(例如,当专门的方法失败时,调用系统 ClassLoader)。

  getSystemClassLoader: 如果覆盖 findClass 或 loadClass,getSystemClassLoader 使您能以实际 ClassLoader 对象来访问系统 ClassLoader(而不是固定的从 findSystemClass 调用它)。

  getParent:为了将类请求委托给父代 ClassLoader,这个新方法允许 ClassLoader 获取它的父代 ClassLoader。当使用特殊方法,定制的 ClassLoader 不能找到类时,可以使用这种方法。

  resolveClass: 可以不完全地(不带解析)装入类,也可以完全地(带解析)装入类。当编写我们自己的 loadClass 时,可以调用 resolveClass,这取决于 loadClass 的 resolve 参数的值。
findLoadedClass:充当一个缓存,当请求 loadClass 装入类时,它调用该方法来查看 ClassLoader 是否已装入这个类,这样可以避免重新装入已存在类所造成的麻烦。应首先调用该方法。

  二、工作流程:

  1)调用 findLoadedClass(String) 来查看是否存在已装入的类,如果没有,那么采用那种特殊的神奇方式来获取原始字节。

  2)通过父类ClassLoader调用loadClass方法,如果父类ClassLoader是null,那么按缺省方式装入类,即系统ClassLoader。

  3)调用findClass(String)去查找类并获取类;

  4)如果loadClass 的 resolve 参数的值为true,那么调用 resolveClass 解析 Class 对象.

  5)如果还没有类,返回 ClassNotFoundException。

  6)否则,将类返回给调用程序。

  三、一个实现了ClassLoader的例子:

/**
*CompilingClassLoader.java
*Copyright 2005-2-12
*/

import java.io.*;

public class CompilingClassLoader 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);

 
int r=fin.read(raw);
 
if(r!=len) throw new IOException("Can't read all,"+r+"!="+len);

 fin.close();

 
return raw;
}


private boolean compile(String javaFile) throws IOException{
 System.out.println(
"CCL:Compiling "+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);
 }

 
int ret=p.exitValue();

 
return ret==0;
}


public Class loadClass(String name,boolean resovle) throws ClassNotFoundException{
 Class clas
=null;

 clas
=findLoadedClass(name);

 
//这里说明了包的表示
 String fileStub=name.replace('.','/');

 String javaFilename
=fileStub+".java";
 String classFilename
=fileStub+".class";

 File javaFile
=new File(javaFilename);
 File classFile
=new File(classFilename);

 
//如果存在class文件就不编译
 if(javaFile.exists()&&(!classFile.exists()||javaFile.lastModified()>classFile.lastModified())){
  
try{
   
if(!compile(javaFilename)||!classFile.exists()){
    
throw new ClassNotFoundException("ClassNotFoundExcetpion:"+javaFilename);
   }

  }
catch(IOException ie){
   
throw new ClassNotFoundException(ie.toString());
  }

 }


 
try{
  
byte[] raw=getBytes(classFilename);

  
//通过读入数据来构造一个类结构,这是核心
  clas=defineClass(name,raw,0,raw.length);
 }
catch(IOException ie){
  
//
 }


 
if(clas==null){
  clas
=findSystemClass(name);
 }


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

 
if(resovle && clas!=null){
  resolveClass(clas);
 }


 
if(clas==null){
  
throw new ClassNotFoundException(name);
 }


 
return clas;
}

}

测试该loader:
/**
*TestRun.java
*Copyright 2005-2-11
*/

import java.lang.reflect.*;

public class TestRun{
 
public static void main(String[] args) throws Exception{
  String progClass
=args[0];

  String progArgs[]
=new String[args.length-1];
  System.arraycopy(args,
1,progArgs,0,progArgs.length);

  CompilingClassLoader ccl
=new CompilingClassLoader();

  Class clas
=ccl.loadClass(progClass);

  
//返回一个class的type
  Class[] mainArgType={(new String[0]).getClass()};
  Method main
=clas.getMethod("main",mainArgType);

  Object argsArray[]
={progArgs};

  main.invoke(
null,argsArray);

 }

}

  以上的核心内容已经编写完了,编译后,我们得到两个文件:

CompilingClassLoader.class,TestRun.class

  四、编写一个例子,然后运行我们的ClassLoader

/**
*Hello.java
*/

public class Hello{
 
public static void main(String[] args){
  
if(args.length!=1){
   System.err.println(
"Error,exit!");
   System.exit(
1); 
  }

  String name
=args[0];
  System.out.println(
"Hello,"+name);
 }

}
 

  好了,运行java TestRun Hello 阿飞

.
.
.
Hello,阿飞


原文:http://www.yesky.com/SoftChannel/72342371961929728/20050212/1911003.shtml
posted on 2006-10-23 16:19 hopeshared 阅读(1677) 评论(0)  编辑  收藏 所属分类: Java

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