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一、What(是什么？)
1、概念
Java类加载器是Java运行时环境的一部分，负责动态加载Java类到JVM的内存空间中。每个Java类必须由某个类加载器装入到内存中。每一个类加载器都有一个父类加载器（BootStrap引导类加载器没有）。
2、 JVM中有3个默认的加载器：
(1) BootStrap：引导类加载器。这个加载器很特殊，它不是JAVA类，因此它不需要被别人加载，它嵌套在JVM内核里，也就是说JVM启动的时候BootStrap就启动了，它是C++写的二进制代码，可以加载别的类。这也是为什么System.class.getClassLoader()结果为null的原因，因为它不是JAVA类，所以它的引用返回null。负责加载核心Java库，存储在<JAVA_HOME>/jre/lib/rt.jar
(2) ExtClassLoader：扩展类加载器。
(3) AppClassLoader：根据类路径来加载java类。一般我们自定义的类都是通过这个AppClassLoader加载。
3、类加载器及其委托机制
(1) 当Java虚拟机加载一个类时，如何加载呢？
首先当前线程的类加载器去加载线程中的第一个类（如类A）:
l 如果类A引用了类B，Java虚拟机将加载类A的加载器去加载类B
l 还可以直接调用ClassLoader.loadClass()方法来指定某个类加载器去加载某个类
(2) 委托机制的作用—防止内存中出现多分同样的字节码
例如类A和类B都要加载System类：
l 如果不用委托机制，都是自己加载，那么类A会加载一份Sysem字节码，同时类B也会加载一份字节码看，这样内存中就出现了两份System字节码。
l 如果使用委托机制，会递归地向父类查找，首选用BootStrap尝试加载，如果找不到就向下。这里System就能在BootStrap中找到然后加载。如果此时B也加载System，也从BootStrap，此时BootStrap发现已经加载过System字节码，则直接返回内存中的System字节码而不是重新加载，这样就保证了内存中只有一份字节码。
例如：用户使用一个自定义的类（没有使用自定义类加载器），那么系统就开始从AppClassLoader向父类加载器发送请求，一直到BootStrap，然后BootStrap类加载器没有父类，于是就开始查找对应路径下是否有符合要求的类。如果没有，则又向下查询，最终回到AppClassLoader(请求的发起者)，如果有则返回，没有则会抛出ClassNotFoundException的异常。如果在AppClassLoader之前，其他类加载器已经找到，则由对应的类加载其返回。
代码实例1：
public class ClassLoaderTest {public static void main(String[] args) {System.out.println(ClassLoaderTest.class.getClassLoader().getClass().getName());System.out.println("=========================================");ClassLoader loader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader();while(loader != null) {System.out.println(loader.getClass().getName());loader = loader.getParent();}System.out.println(loader);}
}
代码实例2：
首先我们自定义一个类：
public class Secret{public String key(){return "The key is 5132561";}}然后打印加载这个类的类加载器：
System.out.println(new Secret().getClass().getClassLoader().getClass().getName());输出结果如下：
因为从BootStrapèExtClassLoaderèAppClassLoader这个过程中，只有到AppClassLoader才找到对应的类，所以打印AppClassLoader。
代码实例3：
如果我们将Secret的字节码打成jar包并放到ExtClassLoader所指向的目录–<JAVA_HOME>/jre/lib/ext目录下，那么BootStrapèExtClassLoader，到ExtClassLoader就找到了对应的类并返回，这时就打印ExtClassLoader。
打包成jar包并保存到<JAVA_HOME>/jre/lib/ext目录下。
再次输出：
System.out.println(new Secret().getClass().getClassLoader().getClass().getName());
二、How(如何自定义类加载器？)
自定义的类加载器必须继承ClassLoader，并实现重载findClass方法。
代码实例：
public class DecodeClassLoader extends ClassLoader{private String classDir;public DecodeClassLoader(){}public DecodeClassLoader(String classDir){this.classDir = classDir;}@Overrideprotected Class<?> findClass(String name) {File f = new File(classDir,name.substring(name.lastIndexOf(".") + 1) + ".class");try {InputStream in = new FileInputStream(f);ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();encode(in, out);byte[] bytes = out.toByteArray();in.close();out.close();return defineClass(bytes, 0, bytes.length);} catch (FileNotFoundException e) {e.printStackTrace();}catch (IOException e) {e.printStackTrace();}return null;}private static void encode(InputStream in, OutputStream out) throws IOException{int b = 0;while((b=in.read())!= -1){out.write(b ^ 0xff);}}
}三、Where(在什么地方使用？)
(1)运行时装载或卸载类。常用于：
- 实现脚本语言
- 用于bean生成器
- 允许用户定义的扩展性
- 允许命名控件之间的通信。
(2)改变Java字节码的装入，例如Java类字节码的加密
(3)修改以装入的字节码
四、类加载器的综合应用实例
通过一个加密类对一个重要的类字节码进行加密，使得只有使用解密类加载器才可以成功加载并使用。示意图如下：
(1)DecodeClassLoader.java见上面。
(2)加密类：对Secret字节码进行加密
public class EncodeUtil {private static void encode(InputStream in, OutputStream out) throws IOException{int b = 0;while((b=in.read())!= -1){out.write(b ^ 0xff);}}public static void main(String[] args) throws IOException {String srcPath = "E:java_workspace004ClassLoaderDemobincomshuwoomclassloaderSecret.class";//args[0];String destDir = "shuwoomlib";FileInputStream in = new FileInputStream(srcPath);String destFileName = srcPath.substring(srcPath.lastIndexOf("") + 1);String destPath = destDir + "" + destFileName;System.out.println(destPath);FileOutputStream out = new FileOutputStream(destPath);encode(in,out);in.close();out.close();}
}(3)被加载的类：
public class Secret{public String key(){return "The key is 5132561";}
}首先运行EncodeUtil加密工具类，将Secret.class文件加密并保存到指定的shuwoomlib目录下，此时，在bin/bom/shuwoom/classloader目录下的Secret是未经加密的字节码。现在我们将shuwoomlib目录下加密的Secret.class替换掉bin/bom/shuwoom/classloader目录下的Secret.class。那么AppClassLoader找到的就是经过加密的字节码。
//如果直接使用AppClassLoader加载，会报错。
System.out.println(new Secret().key());编译运行会报错：
//通过DecodeClassLoader类加载器获得Secret原字节码
ClassLoader classLoader = new DecodeClassLoader("shuwoomlib");
Class clazz = classLoader.loadClass("Secret");Method getKeyMethod = clazz.getMethod("key");
System.out.println(getKeyMethod.invoke(clazz.newInstance(), null));此时才能正常使用。
