classLoader

作者： Peter V. Mikhalenko
2006-07-07 10:04:41

类加载器是Java最强大的特征之一。但是开发者常常忘记类加载组件。类加载器是在运行时负责寻找和加载类文件的类。Java允许使用不同的类加载器，甚至自定义的类加载器。

Java 程序包含很多类文件，每一个都与单个Java类相对应，这些类文件不像静态C程序，一次性加载入内存，它们随时需要随时加载。这就是类加载器与众不同的地方。它从源文件（通常是.class 或 .jar文件）获得不依赖平台的字节码，然后将它们加载到JVM内存空间，所以它们能被解释和执行。默认状态下，应用程序的每个类由 java.lang.ClassLoader加载。因为它可以被继承，所以可以自由地加强其功能。

使用自定义类加载器的原因

　　默认的java.lang.ClassLoader仅仅可以从加载本地文件系统的类。Java被设计成不论本地磁盘或网络都有足够的弹性加载类，并且可以在加载之前处理特殊事物。例如：应用程序可以检查Web站点或FTP上插入类的更新版本并且自动校验数字签名确保执行可信任的代码。许多众所周知的软件都使用自己的类加载器。

通常默认加载器是所谓的bootstrap类加载器；它负责加载诸如java.lang.Object等关键类和加载其他rt.jar文件的运行时代码到内存。因为Java语言规范没有提供bootstrap类加载器的详细信息，不同的JVM可能有不同的类加载器。如果看到网页上有applets在运行，则它使用的是自定义类加载器。嵌入到浏览器中的applet阅读器包含了可以访问远程服务器上站点的类加载器，它可以通过HTTP加载原始字节码文件，并且在JVM中将它们转换成类。

创建自己的类加载器

　　类加载器（除了bootstrap类加载器）有父类加载器，这些父类是基本加载器的加载器实例。最重要的一点是设置正确的父加载器。然后可以使用类加载器的getParent()方法实现委派类请求（例如：自定义类加载器找不到使用专门方法的类时）。此时必须为将父加载器作为 java.lang.ClassLoader构造器的参数：

public class MyClassLoader extends ClassLoader

{
public MyClassLoader()

{

super(MyClassLoader.class.getClassLoader());
}

}

loadClass(String name)方法是ClassLoader的入口。名字参数是完全资格类名（FQCN），例如关于包类名。如果父加载器设置正确，当请求 MyClassLoader中的loadClass(String name)方法加载类，但又找不到需要加载的类时，则首先会询问父加载器。如果父加载器也找不到此类，则调用findClass(String name)方法。默认状态下findClass(String name)会抛出ClassNotFoundException例外，很多开发人员都很清楚这个例外。自定义类加载器的开发者都希望从 java.lang.ClassLoader继承时跳过这个方法。

findClass()方法的目标是为MyClassLoader容纳所有专门代码，此时不需要重复其他代码（例如当加载失败时调用系统 ClassLoader）。在此方法中，ClassLoader需要从原文件中获取字节码。一旦找到字节码则会调用defineClass()方法。 ClassLoader实例调用此方法是非常重要的。因此，如果两个ClassLoader实例定义了来自不同或相同原文件的字节码，则被定义的类也将区别对待。

我们给出两个相似的类加载器MyClassLoader1 和 MyClassLoader2，它们都可以从相同的源文件找到MyCoolClass字节码。如果一个程序通过这两个加载器分别独立加载 MyCoolClass实例（coolClass1通过MyClassLoader１加载， coolClass2通过MyClassLoader2加载），MyCoolClass.class能够被独立定义。执行下面的代码：

MyCoolClass coolClass1 = (MyCoolClass)coolClass2;

　　将得到一个ClassCastException例外。（开发者如果没有很好的理解类加载机制则经常碰到这样的情况。）因为它们是不同的加载器所定义的，JVM将它们看成不同的类。虽然它们是相同类型的类并且从相同的源文件加载，但是变量coolClass1和coolClass2不兼容。

不论是否跳过findClass() 或 loadClass()，getSystemClassLoader()方法将以实际ClassLoader对象的形式直接访问系统 ClassLoader。也可以通过调用findSystemClass(String name)方法间接访问。getParent()方法允许获得父加载器。Listing A给出了可以运行的自定义类加载器示例。

总结

　　如果对类加载机制有很好的理解，则可以从ClassNotFound 或 ClassCastException错误调试工作中解脱出来。当软件在第三方软件服务器中工作时，因为app服务器经常使用私有而复杂的类加载器，此时对类加载机制的理解则非常重要。

Peter V. Mikhalenko是通过Sun认证的专家，他在 Deutsche Bank银行担任商业顾问。