ClassLoader

public class ClassLoaderTest
{
    /**
       Java的类加载器采用了一种父委托机制来加载需要的类.每个ClassLoader都关联一个父ClassLoader,
       除了BootstrapClassLoader(启动类加载器)外.Java默认实现了三个类加载器:
       BootstrapClassLoader(最顶层的类加载器),ExtClassLoader(扩展类加载器),AppClassLoader(系统类加载器),
       其中ExtClassLoader的父加载器是BootstrapClassLoader,而AppClassLoader的父加载器是
       ExtClassLoader.
       BootstrapClassLoader默认从sun.boot.class.path环境变量设置的路径加载类文件,
       ExtClassLoader默认从java.ext.dirs环境变量设置的路径加载类文件,AppClassLoader默认是从
       java.class.path环境变量设置的路径加载类文件.
       当一个类加载器试图加载一个类时,会先在自己的本地缓存(表达不是很恰当)中查找,如果之前已经加载过
       这个类,就直接返回.如果没找到就委托给父加载器去加载,没找到继续往上查找,
       也就是说一开始让最高层的父加载器加载这个类，父加载器加载成功,直接返回,并将这个类对象缓存起来,
       如果加载不了,就让第二层父加载器加载,直到找到自己,如果自己也不能加载这个类,抛出ClassNotFoundException
       
        因为这样可以避免重复加载，当父亲已经加载了该类的时候，就没有必要子ClassLoader再加载一次。
        考虑到安全因素，我们试想一下，如果不使用这种委托模式，那我们就可以随时使用自定义的String来动态
        替代java核心api中定义的类型，这样会存在非常大的安全隐患，而双亲委托的方式，就可以避免这种情况，
        因为String已经在启动时就被引导类加载器(BootstrapClassLoader)加载，
        所以用户自定义的ClassLoader永远也无法加载一个自己写的String，
        除非你改变JDK中ClassLoader搜索类的默认算法(重写loadClass方法)
       
       JVM在判定两个class是否相同时，不仅要判断两个类名是否相同，而且要判断是否由同一个类加载器实例加载的。
       只有两者同时满足的情况下，JVM才认为这两个class是相同的。
     */

    // 启动类加载器的类加载路径
    private static void getBootstrapClassPath2()
    {
        /**
         * 结果: file:/C:/Program%20Files/Java/jdk1.6.0_17/jre/lib/resources.jar
         * file:/C:/Program%20Files/Java/jdk1.6.0_17/jre/lib/rt.jar
         * file:/C:/Program%20Files/Java/jdk1.6.0_17/jre/lib/sunrsasign.jar
         * file:/C:/Program%20Files/Java/jdk1.6.0_17/jre/lib/jsse.jar
         * file:/C:/Program%20Files/Java/jdk1.6.0_17/jre/lib/jce.jar
         * file:/C:/Program%20Files/Java/jdk1.6.0_17/jre/lib/charsets.jar
         * file:/C:/Program%20Files/Java/jdk1.6.0_17/jre/classes/
         */
        URL[] urls = Launcher.getBootstrapClassPath().getURLs();
        for (URL url : urls)
        {
            System.out.println(url);
            // 获取没有被转义的路径
            // System.out.println(url.toURI().getPath());
        }
    }

    // 启动类加载器的类加载路径
    private static void getBootstrapClassPath()
    {
        // 直接从环境变量获取启动类加载器的类加载路径
        /**
         * 结果: C:\Program Files\Java\jdk1.6.0_17\jre\lib\resources.jar
         * C:\Program Files\Java\jdk1.6.0_17\jre\lib\rt.jar C:\Program
         * Files\Java\jdk1.6.0_17\jre\lib\sunrsasign.jar C:\Program
         * Files\Java\jdk1.6.0_17\jre\lib\jsse.jar C:\Program
         * Files\Java\jdk1.6.0_17\jre\lib\jce.jar C:\Program
         * Files\Java\jdk1.6.0_17\jre\lib\charsets.jar C:\Program
         * Files\Java\jdk1.6.0_17\jre\classes 自己添加的，JDK默认不包含这个目录
         */

        // 在VM参数中加入选项:-Xbootclasspath/a:c:\cl.jar
        // 表示在原有的启动类加载器的类加载路径后面加上一个c:\cl.jar包
        // 选项-verbose 可以输出虚拟机启动过程中类被加载的详细信息
        String bootstrapClassPath = System.getProperty("sun.boot.class.path");
        String[] parts = bootstrapClassPath.split(";");
        for (String part : parts)
            System.out.println(part);
    }

    private static void classLoaderHierarchy()
    {
        /**
         * 结果: Current class loader: sun.misc.Launcher$AppClassLoader@47858e
         * Parent class loader: sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@19134f4 Parent
         * class loader: null
         */
        ClassLoader loader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader();
        System.out.println("Current class loader: " + loader);
        while (loader != null)
        {
            loader = loader.getParent();
            System.out.println("Parent class loader: " + loader);
        }
    }
}

public class URLClassLoader extends ClassLoader
{/**
     * 自定义类加载器
     */
    public static void main(String[] args) throws Exception
    {
        String baseURL = "http://localhost:8080/rat/classes";
        URLClassLoader ucl = new URLClassLoader(baseURL, null);
        Class<?> clazz = ucl.loadClass("com.classloader.SimpleObj");
        System.out.println("class: " + clazz);
        //父加载器找不到SimpleObj,所以最终由我们自己定义的类加载器加载
        //class loader: com.classloader.URLClassLoader@1034bb5
        System.out.println("class loader: " + clazz.getClassLoader());

        //SimpleObj默认由AppClassLoader加载,此时SimpleObj存在classpath中
        //所以定义类加载器(最终执行类加载的那个类加载器)为AppClassLoader
        SimpleObj obj = new SimpleObj();
        System.out.println("class: " + obj.getClass());
        //class loader: sun.misc.Launcher$AppClassLoader@47858e
        System.out.println("class loader: " + obj.getClass().getClassLoader());

        //target的类文件是由我们自定义类加载器加载的
        //obj的类文件是由系统类加载器加载的 是两个不同的类型
        Object target = clazz.newInstance();
        System.out.println("target: " + target);
        Method m = clazz.getMethod("setObj", Object.class);
        System.out.println(m);
        //所以此时利用反射调用target对象的setObj会出现类型转异常
        //Caused by: java.lang.ClassCastException: com.classloader.SimpleObj 
        //cannot be cast to com.classloader.SimpleObj
        //at com.classloader.SimpleObj.setObj(SimpleObj.java:34)
        m.invoke(target, obj);
    }

    private String baseURL;

    public URLClassLoader(String baseURL)
    {
        this(baseURL, getSystemClassLoader());
    }

    public URLClassLoader(String baseURL, ClassLoader parent)
    {
        super(parent);
        this.baseURL = baseURL;
    }

    //loadClass中定义了类加载的规则,如果遍历完所有的父加载器后,都不能完成类的加载,
    //就会调用findClass方法去加载所要的类,所以实现自己的类加载器时,只要覆写findClass即可
    @Override
    public Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException
    {
        byte[] data = getClassData(name);
        if (data == null)
            throw new ClassNotFoundException(name);
        return defineClass(name, data, 0, data.length);
    }

    private byte[] getClassData(String name)
    {
        InputStream in = null;
        try
        {
            URL url = new URL(className2FilePath(name));
            in = url.openStream();
            byte[] buf = new byte[4 * 1024];
            int len = 0;
            ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();

            while (-1 != (len = in.read(buf)))
                baos.write(buf, 0, len);

            return baos.toByteArray();
        }
        catch (Exception e)
        {
            e.printStackTrace();
        }
        finally
        {
            if (in != null)
            {
                try
                {
                    in.close();
                }
                catch (IOException e)
                {
                }
            }
        }
        return null;
    }

    private String className2FilePath(String name)
    {
        return baseURL + "/" + name.replace(".", "/") + ".class";
    }
}