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09. 类加载器命名空间

09. 类加载器命名空间

作者: ZFH__ZJ | 来源:发表于2020-02-19 13:22 被阅读0次

    命名空间

    每个类加载器都有自己的命名空间,命名空间由该加载器及所有父加载器所加载的类组成

    在同一个命名空间中,不会出现类的完整名字(包括类的包名)相同的两个类

    在不同的命名空间中,有可能会出现类的完整名字(包括类的包名)相同的两个类

    关于命名空间,看几个例子

    首先分别定义MyCat、MySample、MyClassLoader类

    package com.zj.study.jvm.classloader;
    
    public class MyCat {
    
        public MyCat() {
            System.out.println("MyCat is loaded by: " + this.getClass().getClassLoader());
        }
    }
    
    package com.zj.study.jvm.classloader;
    
    public class MySample {
    
        public MySample() {
            System.out.println("MySample is loaded by: " + this.getClass().getClassLoader());
                // 会由加载MySample的类加载器尝试加载MyCat
            new MyCat();
        }
    }
    
    package com.zj.study.jvm.classloader;
    
    import java.io.ByteArrayOutputStream;
    import java.io.File;
    import java.io.FileInputStream;
    import java.io.InputStream;
    
    public class MyClassLoader extends ClassLoader{
    
        private String classLoaderName;
    
        private final String fileExtension = ".class";
    
        private String path;
    
        public void setPath(String path) {
            this.path = path;
        }
    
        public MyClassLoader(String classLoaderName) {
            super();
            this.classLoaderName = classLoaderName;
        }
    
        public MyClassLoader(ClassLoader classLoader, String classLoaderName) {
            super(classLoader);
            this.classLoaderName = classLoaderName;
        }
    
        @Override
        protected Class<?> findClass(String className) throws ClassNotFoundException {
            // 这两个信息输出 说明findClass()方法被调用
            System.out.println("findClass invoked: " + className);
            System.out.println("class loader name: " + this.classLoaderName);
    
            byte[] data = this.loadClassData(className);
            return this.defineClass(className, data, 0, data.length);
        }
    
        private byte[] loadClassData(String className) {
            InputStream is = null;
            byte[] data = null;
            ByteArrayOutputStream baos = null;
    
            // windows 系统 替换成\\
            className = className.replace(".", "/");
    
            try {
                is = new FileInputStream(new File( this.path + className + this.fileExtension));
                baos = new ByteArrayOutputStream();
                int ch = 0;
                while (-1 != (ch = is.read())){
                    baos.write(ch);
                }
                data = baos.toByteArray();
            }catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }finally {
                try {
                    is.close();
                    baos.close();
                }catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            return data;
        }
    
        @Override
        public String toString() {
            return "[" + this.classLoaderName + "]";
        }
    
    }
    

    上述代码很简单,MyClassLoader是自定义的一个类加载器,在MySample的构造方法中new了一个MyCat的实例

    接着看测试代码

    public class MyTest17 {
        public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException {
            MyClassLoader myClassLoader = new MyClassLoader("myClassLoader");
            myClassLoader.setPath("/Users/zj/Desktop/");
            Class<?> clazz = myClassLoader.loadClass("com.zj.study.jvm.classloader.MySample");
            System.out.println("clazz:" + clazz.hashCode());
            // 如果注释掉该行,那么并不会实例化MySample对象,即MySample构造方法不会被调用,因此不会实例化MyCat对象,即没有对MyCat进行主动使用
            Object object = clazz.newInstance();
        }
    }
    

    这里将classpath路径下的class文件复制到/Users/zj/Desktop/这个目录,然后删除classpath路径下的MyCat.class文件,运行上述测试代码会抛ClassNotFoundException异常,这是因为

    在MySample的构造方法中,实例化了一个MyCat对象,需要加载、连接并初始化MyCat,此时会由加载MySample的类加载器尝试加载MyCat

    显而易见,MySample是由系统类加载器加载的,而系统类加载器加载不了MyCat.class,因为删除了,所以会抛ClassNotFoundException异常

    然后同样的代码,重新build一下项目,将classpath路径下的class文件复制到/Users/zj/Desktop/这个目录,然后删除classpath路径下的MySample.class文件,运行上述测试代码,不会抛异常,这是因为

    MySample是有自定义类加载器myClassLoader加载的,myClassLoader会委托系统类加载器加载MyCat,是可以加载到的。

    接下来修改MyCat.java

    public class MyCat {
    
        public MyCat() {
            System.out.println("MyCat is loaded by: " + this.getClass().getClassLoader());
            System.out.println("from MyCat:" + MySample.class);
        }
    }
    

    同样的测试代码,重新build一下项目,将classpath路径下的class文件复制到/Users/zj/Desktop/这个目录,然后删除classpath路径下的MySample.class文件,运行上述测试代码会抛ClassNotFoundException异常,这是因为

    对于类加载器命名空间,有如下重要说明

    • 子加载器所加载的类能够访问到父加载器所加载的类
    • 父加载器所加载的类无法访问到子加载器所加载的类

    MySample类是由自定义类加载器myClassLoader加载的,而MyCat是由系统类加载器加载的,在MyCat的构造函数中,找MySample.class 是找不到的,因为系统类加载器是myClassLoader的父加载器,父加载器所加载的类无法访问到子加载器所加载的类

    接下来再次修改MySample.java和MyCat.java

    package com.zj.study.jvm.classloader;
    
    public class MySample {
    
        public MySample() {
            System.out.println("MySample is loaded by: " + this.getClass().getClassLoader());
            // 会由加载MySample的类加载器尝试加载MyCat
            new MyCat();
            System.out.println("from MySample: " + MyCat.class);
        }
    }
    
    package com.zj.study.jvm.classloader;
    
    public class MyCat {
    
        public MyCat() {
            System.out.println("MyCat is loaded by: " + this.getClass().getClassLoader());
        }
    }
    

    同样的测试代码,重新build一下项目,将classpath路径下的代码复制到/Users/zj/Desktop/这个目录,然后删除classpath路径下的MySample.class文件,运行上述测试代码不会抛ClassNotFoundException异常,这是因为

    MySample类是由自定义类加载器myClassLoader加载的,而MyCat是由系统类加载器加载的,在MySample的构造函数中,找MyCat.class 是找的到的,因为myClassLoader是系统类加载器的子加载器,子加载器所加载的类能够访问到父加载器所加载的类

    不同类加载器的命名空间关系

    同一个命名空间的类是相互可见的

    子加载器的命名空间包含所有父加载器的命名空间。因此由子加载器加载的类能看见父加载器加载的类。例如系统类加载器加载的类能看见根类加载器加载的类。

    由父加载器加载的类不能看见子加载器加载的类

    如果两个加载器之间没有直接或间接的父子关系,那么它们各自加载的类相互不可见

    试验1

    public class MyTest20 {
        // myClassLoader1、myClassLoader2是两个MyClassLoader对象
        // myClassLoader1、myClassLoader2调用loadClass分别加载相同的binary name
        // 通过反射创建两个实例
        // 通过反射的方式 调用setMyPerson()方法
        public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
            MyClassLoader myClassLoader1 = new MyClassLoader("loader1");
            MyClassLoader myClassLoader2 = new MyClassLoader("loader2");
    
            Class<?> clazz1 = myClassLoader1.loadClass("com.zj.study.jvm.classloader.MyPerson");
            Class<?> clazz2 = myClassLoader2.loadClass("com.zj.study.jvm.classloader.MyPerson");
    
            // 结果为true
            System.out.println(clazz1 == clazz2);
    
            Object object1 = clazz1.newInstance();
            Object object2 = clazz2.newInstance();
    
            Method method = clazz1.getMethod("setMyPerson", Object.class);
            // 在object1上调用method方法,参数是object2
            method.invoke(object1, object2);
        }
    }
    

    试验2

    把MyPerson.class复制到桌面,删除classpath路径下MyPerson.class文件

    public class MyTest21 {
        // myClassLoader1、myClassLoader2是两个MyClassLoader对象
        // myClassLoader1、myClassLoader2调用loadClass分别加载相同的binary name
        // 通过反射创建两个实例
        // 通过反射的方式 调用setMyPerson()方法
        public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException {
            MyClassLoader myClassLoader1 = new MyClassLoader("loader1");
            MyClassLoader myClassLoader2 = new MyClassLoader("loader2");
            myClassLoader1.setPath("/Users/zj/Desktop/");
            myClassLoader2.setPath("/Users/zj/Desktop/");
    
            Class<?> clazz1 = myClassLoader1.loadClass("com.zj.study.jvm.classloader.MyPerson");
            Class<?> clazz2 = myClassLoader2.loadClass("com.zj.study.jvm.classloader.MyPerson");
    
            // 结果为false
            System.out.println(clazz1 == clazz2);
    
            Object object1 = clazz1.newInstance();
            Object object2 = clazz2.newInstance();
    
            // clazz1 和 clazz2 不可见, 由此生成的对象 object1 和 object2 不可见
            Method method = clazz1.getMethod("setMyPerson", Object.class);
            // 在object1上调用method方法,参数是object2
            method.invoke(object1, object2);
        }
    }
    

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