前几天听朋友说面试时候被问到，自定义java.lang.String 是否能加载，以及为什么。之前对类加载机制的过程只有浅显的了解，知道双亲委派和安全策略，但纸上得来终觉浅，所以自己动手试一试，并做记录。
跳过双亲委派加载自定义类
- 首先自定义一个类加载器（MyFileClassLoader），并随意定义一个类（名为com.example.Demo），用它来验证MyFileClassLoader能够正常工作。
public class MyFileClassLoader extends ClassLoader {
private String directory; // 被加载类所在的目录
public MyFileClassLoader(String directory) {
this.directory = directory;
}
/**
*
* @param name 类全限定名
* @return
* @throws ClassNotFoundException
*/
@SneakyThrows
@Override
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
//把类名转换为目录
String file = directory+ File.separator + name.replace(".",File.separator) + ".class"; // 把报名中的点替换成斜线
//构建输入流
InputStream in = new FileInputStream(file);
//构建字节输出流
ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
byte[] buf = new byte[1024];
int len = -1;
while ( (len = in.read(buf)) != -1 ) {
baos.write( buf, 0, len );
}
byte data[] = baos.toByteArray();
baos.close();
in.close();
return defineClass( name, data, 0,data.length );
}
}
- 新建com.example.Demo和java.lang.String类的.java文件
demo-java.PNG
string-java.PNG
然后需要把这两个类编译出.class文件，编译方法也很简单，可以通过javac xxx.java 就能在相同文件夹下出现对应的xxx.class文件，或者点击IDEA中的Build，就能在项目中出现xxx.class文件。
- 验证自定义的类加载器
public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException, InstantiationException, ClassNotFoundException {
MyFileClassLoader myFileClassLoader = new MyFileClassLoader("D:/code/myjar/out/production/myjar/");
Class clazz = myFileClassLoader.findClass("com.example.Demo");
//Class clazz = myFileClassLoader.findClass("java.lang.String");
Object instance = clazz.newInstance();
if ( instance instanceof String ) {
System.out.println("原String");
} else {
System.out.println("新的类");
}
System.out.println(instance);
}
该输出如下：
i am demo cu
新的类
com.example.Demo@5ef04b5
Process finished with exit code 0
运行加载java.lang.String，结果如下:
Exception in thread "main" java.lang.SecurityException: Prohibited package name: java.lang
at java.lang.ClassLoader.preDefineClass(ClassLoader.java:662)
at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:761)
at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:642)
at com.rzwl.single.server.MyFileClassLoader.findClass(MyFileClassLoader.java:49)
at com.rzwl.single.server.MyFileClassLoader.main(MyFileClassLoader.java:55)
Process finished with exit code 1
结果出现禁用包名异常。
原因分析
通过直接加载类的方式，能够最快速的对目标类进行加载，但是这个加载过程也是有安全检查的，这个安全检查是在最后一句的defineClass 方法中进行的，所以无法绕开，最终在加载java.lang.String以抛出异常告终。
通过双亲委派流程加载自定义类
接下来通过委派机制运行上面代码
public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException, InstantiationException, ClassNotFoundException {
MyFileClassLoader myFileClassLoader = new MyFileClassLoader("D:/code/myjar/out/production/myjar/");
Class clazz = myFileClassLoader.loadClass("com.example.Demo");
//Class clazz = myFileClassLoader.loadClass("java.lang.String");
Object instance = clazz.newInstance();
if ( instance instanceof String ) {
System.out.println("原String");
} else {
System.out.println("新的类");
}
System.out.println(instance);
}
如果在运行期间，在MyFileClassLoader::findClass 内打上断点，使用debug方式运行，两次的加载过程都是顺利的，但是在if判断后能够知道，这里加载的java.lang.String是jdk中的String，而并非自定义的String。
原因分析
使用loadClass 方式加载程序会进行双亲委派机制，当加载com.example.Demo时，由于父加载器中没有该类，所以最终加载任务落回到自定义的findClass来执行。但，当加载java.lang.String时，由于父类加载器已经有了jdk中的java.lang.String，双亲委派有避免重复的作用，所以不再加载同一限定名类。
结论
所以自定义的java.lang.String是不能够被加载的，
- 使用委派机制加载时，jvm只加载jdk中的该类，而不再进行自定义代码的加载
- 直接加载方式，会被defineClass中的安全检查抛出异常
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