jdk9前后的类加载器功能对比

JVM解释的程序类需要经过类加载器进行加载后（通过IO流读入）才可以执行，JVM提供了3种类加载器如下图所示

BootStrap（系统类加载器）：由C++语言编写的类加载器，是在Java虚拟机启动后进行初始化。

在jdk9模块化之前，主要是作用的读取核心类库里面的类。如下目录

在jdk9模块化之后，用于加载启动的基础模块类。运行时内存模型如下截图，如下目录，

在jdk9模块化之前，是ExtClassLoader（拓展类加载器），并不存在PlatformClassLoader，主要加载的是拓展类，因为在JDK的安装目录里面提供有一个ext目录,开发者可以将*.jar文件拷贝到此目录里面,这样就可以直接执行了,但是这样的处理并不安全.最初的时候也是不提倡使用的。如下图

在jdk9模块化之后，主要的作用也是读取核心类库里面的模块/lib/modules。模块下有很多的包，PlatformClassLoader和BootStrap加载的 包是不一样的。他用于加载一些平台相关的模块，父类是BootStrap。运行时内存模型如下截图：

APPClassLoader(应用程序类加载器)：主要加载CLASSPATH 下的类（即自定义的类）。

在jdk9模块化之前，主要的作用是读取大家自己编写的程序，自己设置的classpath目录下的类。

在jdk9模块化之后，主要的作用也是读取读取大家自己编写的程序，自己设置的classpath目录下的类。另外也负责用于加载应用级别的模块，父类是PlatformClassLoader，他上面两个加载器加载的包不一样，也就是他们三个各有分工。运行时内存模型如下截图：

为了验证不同的加载器加载不同的类，我们在程序中测试一下。

很明显 java.lang包下的类 是跟类加载器加载的， 而javax.xml.crypto包下的类是平台类加载器加载的，而jdk.javadoc包下的类是由应用类型加载器加载的。而这些包都是jdk核心类库的包，另外应用类加载器还负责加载自定义的类，也就是classpath目录下的类。程序的结果还显示了他们的子父关系，根类加载器之所以打印null，是因为他并不是由java语言编写的，所以在java程序中只能以null形式返回。

双亲委派机制
        介绍到这里相信大家心里有个疑问，程序定义类的目的是在jvm中使用它，那么为什么要划分出3中类加载器，如果直接设计为一个类加载器不是更加方便吗？其实这是为了系统安全，而使用的双亲委派机制，双亲委派模式是在Java 1.2后引入的，其工作原理的是，如果一个类加载器收到了类加载请求，它并不会自己先去加载，而是把这个请求委托给父类的加载器去执行，如果父类加载器还存在其父类加载器，则进一步向上委托，依次递归，请求最终将到达顶层的启动类加载器，如果父类加载器可以完成类加载任务，就成功返回，倘若父类加载器无法完成此加载任务，子加载器才会尝试自己去加载，这就是双亲委派模式，即每个儿子都很懒，每次有活就丢给父亲去干，直到父亲说这件事我也干不了时，儿子自己想办法去完成，这不就是传说中的实力坑爹啊？              那么采用这种模式有啥用呢? 采用双亲委派模式的是好处是Java类随着它的类加载器一起具备了一种带有优先级的层次关系，通过这种层级关可以避免类的重复加载，当父亲已经加载了该类时，就没有必要子ClassLoader再加载一次。其次是考虑到安全因素，java核心api中定义类型不会被随意替换，假设通过网络传递一个名为java.lang.Integer的类，通过双亲委托模式传递到启动类加载器，而启动类加载器在核心Java API发现这个名字的类，发现该类已被加载，并不会重新加载网络传递的过来的java.lang.Integer，而直接返回已加载过的Integer.class，这样便可以防止核心API库被随意篡改。可能你会想，如果我们在classpath路径下自定义一个名为java.lang.SingleInterge类(该类是胡编的)呢？该类并不存在java.lang中，经过双亲委托模式，传递到启动类加载器中，由于父类加载器路径下并没有该类，所以不会加载，将反向委托给子类加载器加载，最终会通过系统类加载器加载该类。但是这样做是不允许，因为java.lang是核心API包，需要访问权限，强制加载将会报出如下异常

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java.lang.SecurityException: Prohibited package name: java.lang

自定义类加载器
Java最大的特点在于可以方便的提供类加载器的支持，这样使得程序的开发拥有极大的灵活性，除了系统提供的内置类加载器外，也可以利用继承classLoader的方法实现自定义类加载器的定义，

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/*
定义一个要加载的程序类Demo
将生成的Demo.class 文件保存到D盘（路径D:\Demo.class）
*/
public class Demo {
       publicvoid show() {

              System.out.println("showis running");

       }
}

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/**
* @author zhangjingxian
* 继承classLoader的方法实现自定义类加载器的定义
*/
public class MyClassLoader extends ClassLoader{

    /**
     *
     * @param fis  用来读取class文件的输入流
     * @param className   类的全路径名  比如 com.itheima.domain.Student
     * @return
     * @throws Exception
     */
    public Class<?>loadAndGetMyClass(InputStream fis, String className) throws Exception {
        // 新建一个 内存输出流
        ByteArrayOutputStreambos = new ByteArrayOutputStream();
        // 把读到的 class文件写到内存中
        fis.transferTo(bos);
        // 把class文件里的每个字节放到内存数组 返回。
        byte[] bytes =bos.toByteArray();

        if (bytes!=null){
            /*
             由于需要将加载的二进制数据文件转为Class类的处理，所以可以使用ClassLoader提供的defineClass()方法实现转换。
              */
            return super.defineClass(className,bytes,0,bytes.length);
        }
        return null;
    }
}

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public class MyClassLoaderTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //创建自己定义的类加载器
        MyClassLoader mcl = new MyClassLoader();
        // 创建一个 从Demo.class读取的输入流
        FileInputStream fis = new FileInputStream("d:/Demo.class");
        //读取class文件并 返回该jvm能识别的class对象
        Class<?> demo = mcl.loadAndGetMyClass(fis, "Demo");
        //创建该类对象
        Object o = demo.getDeclaredConstructor().newInstance();
        //获取该类的show方法
        Method show = demo.getDeclaredMethod("show");
        //show方法执行
        show.invoke(o);
    }
}

自定义类加载器的应用
自定义类加载器可以远程访问其他服务器的class文件，从而执行远程的类，下面我们使用tcp协议来模拟一下 如何使用远程的class类。

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/*
定义一个要加载的程序类Demo
将生成的Demo.class 文件保存到D盘（路径D:\Demo.class）
*/
public class Demo {
publicvoid show() {

System.out.println("showis running");

}
}

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/**
* @author zhangjingxian
* 继承classLoader的方法实现自定义类加载器的定义
*/
public class MyClassLoader extends ClassLoader{

/**
*
* @param fis 用来读取class文件的输入流
* @param className 类的全路径名 比如 com.itheima.domain.Student
* @return
* @throws Exception
*/
public Class<?>loadAndGetMyClass(InputStream fis, String className) throws Exception {
// 新建一个 内存输出流
ByteArrayOutputStreambos = new ByteArrayOutputStream();
// 把读到的 class文件写到内存中
fis.transferTo(bos);
// 把class文件里的每个字节放到内存数组 返回。
byte[] bytes =bos.toByteArray();

if (bytes!=null){
/*
由于需要将加载的二进制数据文件转为Class类的处理，所以可以使用ClassLoader提供的defineClass()方法实现转换。
*/
return super.defineClass(className,bytes,0,bytes.length);
}
return null;
}
}

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public class ClientDemo {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        // 创建Socket对象 用于访问 本机 上的8888端口服务端
        Socket s = new Socket("127.0.0.1",8888);
        // 获取输出流
        OutputStream outputStream = s.getOutputStream();
        //创建读取Demo.class的输入流
        FileInputStream fis = new FileInputStream("d:/Demo.class");
        //把Demo.class的字节 通过输出流 发给服务端
        fis.transferTo(outputStream);
        //关闭资源
        fis.close();
        s.close();
    }
}

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public class ServerDemo {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 在本机上创建 服务端，绑定端口8888
        ServerSocket ss = new ServerSocket(8888);
        //接收 客户端的请求
        Socket s = ss.accept();
        //创建类加载器
        MyClassLoader mcl = new MyClassLoader();
        //把从客户端读入的字节 通过自定义类加载器的处理 返回一个 jvm识别的Class对象
        Class<?> demo = mcl.loadAndGetMyClass(s.getInputStream(), "Demo");
        //创建该类对象
        Object o = demo.getDeclaredConstructor().newInstance();
        //获取该类的show方法
        Method show = demo.getDeclaredMethod("show");
        //show方法执行
        show.invoke(o);
        //关闭资源
        s.close();
        // 关闭服务器
        ss.close();


    }
}

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