class loader

（class loader）机制来动态加载.class文件或JAR包中的类。类加载器是Java运行时环境的一部分，负责将.class文件转换为JVM可以理解和执行的java.lang.Class对象。

类加载器的主要类型：

1. 启动类加载器（Bootstrap Class Loader）：

   • 负责加载JDK的核心库，如java.lang.Object。

2. 扩展类加载器（Extension Class Loader）：

   • 负责加载JDK的扩展目录中的类库。

3. 系统类加载器（System Class Loader）：

   • 负责加载用户类路径（Classpath）上的类库。

4. 自定义类加载器（User-defined Class Loader）：

   • 开发者自定义的类加载器，用于实现特定的类加载需求。

类加载过程：

1. 加载（Loading）：

   • 读取.class文件的二进制数据，并创建一个java.lang.Class对象。

2. 验证（Verification）：

   • 确保加载的类信息符合JVM规范，没有安全问题。

3. 准备（Preparation）：

   • 分配静态变量的内存，并设置默认初始值。

4. 解析（Resolution）：

   • 将常量池中的符号引用转换为直接引用。

5. 初始化（Initialization）：

   • 执行类构造器<clinit>()方法，初始化静态变量。

如何使用类加载器：

1. 使用系统类加载器：

   ClassLoader systemClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
   Class<?> myClass = systemClassLoader.loadClass("com.example.MyClass");
   

2. 使用URLClassLoader加载网络资源：

   URL url = new URL("http://example.com/MyClass.class");
   URLClassLoader customClassLoader = new URLClassLoader(new URL[]{
        url});
   Class<?> myClass = customClassLoader.loadClass("com.example.MyClass");
   

3. 自定义类加载器：

   public class MyClassLoader extends ClassLoader {
        
       private String path;
   
       public MyClassLoader(String path) {
        
           this.path = path;
       }
   
       @Override
       public Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        
           // 实现类的加载逻辑
           byte[] b = loadByteCode(name);
           return defineClass(name, b, 0, b.length);
       }
   
       private byte[] loadByteCode(String className) {
        
           // 从自定义路径加载.class文件
           // 这里只是一个示例，需要根据实际情况实现
           return null;
       }
   }
   

4. 使用自定义类加载器加载类：

   MyClassLoader myClassLoader = new MyClassLoader("/path/to/classes");
   try {
        
       Class<?> myClass = myClassLoader.loadClass("com.example.MyClass");
   } catch (ClassNotFoundException e) {
        
       e.printStackTrace();
   }
   

代码示例：

这是一个简单的自定义类加载器示例，用于从指定目录加载类：

import java.io.*;

public class DirectoryClassLoader extends ClassLoader {
   
    private String directoryPath;

    public DirectoryClassLoader(String directoryPath) {
   
        this.directoryPath = directoryPath;
    }

    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
   
        try {
   
            String path = directoryPath + File.separator + name.replace('.', File.separatorChar) + ".class";
            byte[] b = new byte[1024];
            FileInputStream fis = new FileInputStream(path);
            DataInputStream dis = new DataInputStream(fis);
            int i, count = 0;
            while ((i = dis.read()) != -1) {
   
                b[count++] = (byte) i;
            }
            dis.close();
            return defineClass(name, b, 0, count);
        } catch (IOException e) {
   
            throw new ClassNotFoundException(name);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
   
        try {
   
            DirectoryClassLoader dcl = new DirectoryClassLoader("/path/to/classes");
            Class<?> c = dcl.loadClass("com.example.MyClass");
            Object o = c.newInstance();
            System.out.println("Class loaded and instantiated successfully.");
        } catch (Exception e) {
   
            e.printStackTrace();
        }
    }
}