JAVA技巧：Java类别载入器分析（2）

会计考友 · 发表于 2012-8-4 12:28:23

在命令提示符下输入java –verbose Office Word 输出入下：
通过上图你可以看到，interface 如同class 一般，会由编译器产生一个独立的类别档(.class)，当类别载入器载入类别时，如果发现该类别继承了其他类别，或是实作了其他介面，就会先载入代表该介面的类别档，也会载入其父类别的类别档，如果父类别也有其父类别，也会一并优先载入。换句话说，类别载入器会依继承体系最上层的类别往下依序载入，直到所有的祖先类别都载入了，才轮到自己载入。
下面介绍一下 forName 函数, 如果您亲自搜寻Java 2 SDK 说明档内部对於Class 这个类别的说明，您可以发现其实有两个forName()方法，一个是只有一个参数的(就是之前程式之中所使用的):
public static Class forName(String className)
另外一个是需要三个参数的:
public static Class forName(String name, boolean initialize,ClassLoader loader)
这两个方法，最後都是连接到原生方法forName0()，其宣告如下:
private static native Class forName0(String name, boolean initialize, ClassLoader loader)
throws ClassNotFoundException;
只有一个参数的forName()方法，最後叫用的是:
forName0(className, true, ClassLoader.getCallerClassLoader());
而具有三个参数的forName()方法，最後叫用的是:
forName0(name, initialize, loader);
这里initialize参数指，在载入类之后是否进行初始化，对于该参数的作用可用如下示例察看：
类里的静态初始化块在类第一次被初始化时才被呼叫，且仅呼叫一次。在Word类里，加入静态初始化块
public class Word implements Assembly
{
static
{
System.out.println("word static initialization ");
}
public void start()
{
System.out.println("using word");
}
}
将类Office作如下改变：
public class Office
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
Office off= new Office();
System.out.println("类别准备载入");
java.lang.Class c = java.lang.Class.forName(args[0],true,off.getClass().getClassLoader());
System.out.println("类别准备实体化");
Object o = c.newInstance();
Object o2 = c.newInstance();
}
}
如果第二个参数为true 则输出入下
如果为false ，则输出入下：
可见，类里的静态初始化块仅在初始化时才执行，且不过初始化几次，它仅执行一次（这里有一个条件，那就是只有它是被同一个类别载入器多次载入时，才是这样，如果被不同的载入器，载入多次，则静态初始化块会执行多次）。
关于第三个参数请见下节介绍
3.2 直接使用类别载入器 java.lang.ClassLoader
在Java 之中，每个类别最後的老祖宗都是Object，而Object 里有一个名为getClass()的方法，就是用来取得某特定实体所属类别的参考，这个参考，指向的是一个名为Class 类别(Class.class) 的实体，您无法自行产生一个Class 类别的实体，因为它的建构式被宣告成private，这个Class 类别的实体是在类别档(.class)第一次载入记忆体时就建立的，往後您在程式中产生任何该类别的实体，这些实体的内部都会有一个栏位记录着这个Class 类别的所在位置。
基本上，我们可以把每个Class 类别的实体，当作是某个类别在记忆体中的代理人。每次我们需要
查询该类别的资料(如其中的field、method 等)时，就可以请这个实体帮我们代劳。事实上，Java的Reflection 机制，就大量地利用Class 类别。去深入Class 类别的原始码，我们可以发现Class类别的定义中大多数的方法都是原生方法(native method)。
在Java 之中，每个类别都是由某个类别载入器(ClassLoader 的实体)来载入，因此，Class 类别的实体中，都会有栏位记录着载入它的ClassLoader 的实体(注意:如果该栏位是null，并不代表它不是由类别载入器所载入，而是代表这个类别由靴带式载入器(bootstrap loader,也有人称rootloader)所载入，只不过因为这个载入器并不是用Java 所写成,是用C++写的，所以逻辑上没有实体)。
系统里同时存在多个ClassLoader 的实体，而且一个类别载入器不限於只能载入一个类别，类别载入器可以载入多个类别。所以，只要取得Class 类别实体的参考，就可以利用其getClassLoader()方法篮取得载入该类别之类别载入器的参考。getClassLoader()方法最後会呼叫原生方法getClassLoader0()，其宣告如下:private native ClassLoader getClassLoader0();
最後，取得了ClassLoader 的实体，我们就可以叫用其loadClass()方法帮我们载入我们想要的类别，因此上面的Office类可做如下修改：
public class Office
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
Office off= new Office();
System.out.println("类别准备载入");
ClassLoader loader = off.getClass().getClassLoader();
java.lang.Class c = loader.loadClass(args[0]);
System.out.println("类别准备实体化");
Object o = c.newInstance();
Object o2 = c.newInstance();
}
}

会计考友 · 发表于 2012-8-4 12:28:24

其输出结果同forName方法的第二个参数为false时相同。可见载入器载入类时只进行载入，不进行初始化。
获取ClassLoader还可以用如下的方法：
public class Office
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
java.lang.Class cb = Office.class;
System.out.println("类别准备载入");
ClassLoader loader = cb.getClassLoader();
java.lang.Class c = loader.loadClass(args[0]);
System.out.println("类别准备实体化");
Object o = c.newInstance();
Object o2 = c.newInstance();
}
}
在此之前，当我们谈到使用类别载入器来载入类别时，都是使用既有的类别载入器来帮我们载
入我们所指定的类别。那麽，我们可以自己产生类别载入器来帮我们载入类别吗? 答案是肯定的。
利用Java 本身提供的java.net.URLClassLoader 类别就可以做到。
public class Office
{
public static void main(String[] args) throws Exception
{
URL u = new URL("file:/d:/myapp/classload/");
URLClassLoader ucl = new URLClassLoader(new URL[]{u});
java.lang.Class c = ucl.loadClass(args[0]);
Assembly asm = (Assembly)c.newInstance();
asm.start();
}
}
在这个范例中，我们自己产生java.net.URLClassLoader 的实体来帮我们载入我们所需要的类别。但是载入前，我们必须告诉URLClassLoader 去哪个地方寻找我们所指定的类别才行，所以我们必须给它一个URL 类别所构成的阵列，代表我们希望它去搜寻的所有位置。URL 可以指向网际网路上的任何位置，也可以指向我们电脑里的档案系统(包含JAR 档)。在上述范例中，我们希望URLClassLoader 到d:\my\lib\ 这个目录下去寻找我们需要的类别，所以指定的URL为”file:/d:/my/lib/”。其实，如果我们请求的位置是主要类别(有public static void main(String args[])方法的那个类别)的相对目录，我们可以在URL 的地方只写”file:lib/”，代表相对於目前的目录。
下面我们来看一下系统为我们提供的3个类别载入器：
java.exe 是利用几个基本原则来寻找Java Runtime Environment(JRE)，然後把类别档(.class)直接转交给JRE 执行之後，java.exe 就功成身退。类别载入器也是构成JRE 的其中一个重要成员，所以最後类别载入器就会自动从所在之JRE 目录底下的\lib\rt.jar 载入基础类别函式库。
当我们在命令列输入java xxx.class 的时候，java.exe 根据我们之前所提过的逻辑找到了JRE(Java Runtime Environment)，接着找到位在JRE 之中的jvm.dll(真正的Java 虚拟机器)，最後载入这个动态联结函式库，启动Java 虚拟机器。虚拟机器一启动，会先做一些初始化的动作，比方说抓取系统参数等。一旦初始化动作完成之後，就会产生第一个类别载入器，即所谓的Bootstrap Loader，Bootstrap Loader 是由C++所撰写而成(所以前面我们说，以Java 的观点来看，逻辑上并不存在Bootstrap Loader 的类别实体，所以在Java 程式码里试图印出其内容的时候，我们会看到的输出为null)，这个Bootstrap Loader 所
做的初始工作中，除了也做一些基本的初始化动作之外，最重要的就是载入定义在sun.misc 命名空间底下的Launcher.java 之中的ExtClassLoader(因为是inner class，所以编译之後会变成Launcher$ExtClassLoader.class)，并设定其Parent 为null，代表其父载入器为BootstrapLoader。然後Bootstrap Loader 再要求载入定义於sun.misc 命名空间底下的Launcher.java 之中的AppClassLoader(因为是inner class，所以编译之後会变成Launcher$AppClassLoader.class)，并设定其Parent 为之前产生的ExtClassLoader 实体。
这里要请大家注意的是，Launcher$ExtClassLoader.class 与Launcher$AppClassLoader.class 都可能是由Bootstrap Loader 所载入，所以Parent 和由哪个类别载入器载入没有关系。

		自动登录	找回密码
密码			立即注册

[其他] JAVA技巧：Java类别载入器分析（2）

JAVA技巧：Java类别载入器分析（2）