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技术分析java类加载内幕详细讲解二(图)


  图3显示了控制台输出。我们可以看到对应着version.fx(1)的代码被执行了,因为类加载器在classpath首先看到此版本的代码。
  
 技术分析java类加载内幕详细讲解二(图)(图一)
  图3. 在类路径中samepath测试排在最前面的version 1

  
  再次运行,类路径做如下微小改动。
  
  set classpath=.;%current_root%/v2;%current_root%/v1
  %java_home%/bin/java test
  
  控制台的输出变为图4。对应着version.fx(2)的代码被加载,因为类加载器在classpath中首先找到它的路径。
  
 技术分析java类加载内幕详细讲解二(图)(图二)
  图4. 在类路径中samepath测试排在最前面的version 2

  
  根据以上例子可以很明显地看出,类加载器加载在类路径中被首先找到的元素。如果我们在v1和v2中删除了version.version,做一个非version.version形式的.jar文件,如myextension.jar,把它放到对应java.ext.dirs的路径下,再次执行后看到version.version不再被appclassloader加载,而是被扩展类加载器加载。如图5所示。
  
 技术分析java类加载内幕详细讲解二(图)(图三)
  图5. appclassloader及extclassloader

  
  继续这个例子,文件夹differentversions包含了一个rmi执行引擎,客户端可以提供给执行引擎任何实现了common.taskintf接口的任务。子文件夹client1 和 client2包含了类client.taskimpl有个细微不同的两个版本。两个类的区别在以下几行:
  
  static{
  log("client.taskimpl.class.getclassloader
  (v1) : " + taskimpl.class.getclassloader());
  }
  public void execute(){
  log("this = " + this + ";
  execute(1)");
  }
  
  在client1和client2里分别有getclassloader(v1) 与 execute(1)和getclassloader(v2) 与 execute(2)的的log语句。并且,在开始执行引擎rmi服务器的代码中,我们随意地将client2的任务实现放在类路径的前面。
  
  classpath=%current_root%/common;%current_root%/server;
  %current_root%/client2;%current_root%/client1
  %java_home%/bin/java server.server
  
  如图6,7,8的屏幕截图,在客户端vm,各自的client.taskimpl类被加载、实例化,并发送到服务端的vm来执行。从服务端的控制台,可以明显看到client.taskimpl代码只被服务端的vm执行一次,这个单一的代码版本在服务端多次生成了许多实例,并执行任务。
  
 技术分析java类加载内幕详细讲解二(图)(图四)
  图6. 执行引擎服务器控制台

  
  图6显示了服务端的控制台,加载并执行两个不同的客户端的请求,如图7,8所示。需要注意的是,代码只被加载了一次(从静态初始化块的日志中也可以明显看出),但对于客户端的调用这个方法被执行了两次。
  
 技术分析java类加载内幕详细讲解二(图)(图五)
  图7. 执行引擎客户端 1控制台

  
  图7中,客户端vm加载了含有client.taskimpl.class.getclassloader(v1)的日志内容的类taskimpl的代码,并提供给服务端的执行引擎。图8的客户端vm加载了另一个taskimpl的代码,并发送给服务端。
  
 技术分析java类加载内幕详细讲解二(图)(图六)
  图8. 执行引擎客户端 2控制台

  
  在客户端的vm中,类client.taskimpl被分别加载,初始化,并发送到服务端执行。图6还揭示了client.taskimpl的代码只在服务端的vm中加载了一次,但这“唯一的一次”却在服务端创造了许多实例并执行。或许客户端1该不高兴了因为并不是它的client.taskimpl(v1)的方法调用被服务端执行了,而是其他的一些代码。如何解决这一问题?答案就是实现定制的类加载器。
  
  定制类加载器
  
  要较好地控制类的加载,就要实现定制的类加载器。所有自定义的类加载器都应继承自java.lang.classloader。而且在构造方法中,我们也应该设置父类加载器。然后重写findclass()方法。differentversionspush文件夹包含了一个叫做filesystemclassloader的自订制的类加载器。其结构如图9所示。
  
 技术分析java类加载内幕详细讲解二(图)(图七)
  图9. 定制类加载器关系

  
  以下是在common.filesystemclassloader实现的主方法:
  
  public byte[] findclassbytes(string classname){
  try{
  string pathname = currentroot +
  
  file.separatorchar + classname.
  replace('.', file.separatorchar)
  + ".class";
  fileinputstream infile = new
  fileinputstream(pathname);
  byte[] classbytes = new
  byte[infile.available()];
  infile.read(classbytes);
  return classbytes;
  }
  catch (java.io.ioexception ioex){
  return null;
  }
  }
  public class findclass(string name)throws
  classnotfoundexception{
  byte[] classbytes = findclassbytes(name);
  if (classbytes==null){
  throw new classnotfoundexception();
  }
  else{
  return defineclass(name, classbytes,
  0, classbytes.length);
  
  }
  }
  public class findclass(string name, byte[]
  classbytes)throws classnotfoundexception{
  if (classbytes==null){
  throw new classnotfoundexception(
  "(classbytes==null)");
  }
  else{
  return defineclass(name, classbytes,
  0, classbytes.length);
  }
  }
  public void execute(string codename,
  byte[] code){
  class klass = null;
  try{
  klass = findclass(codename, code);
  taskintf task = (taskintf)
  klass.newinstance();
  task.execute();    }
  catch(exception exception){
  exception.printstacktrace();
  }
  }
  
  这个类供客户端把client.taskimpl(v1)转换成字节数组,之后此字节数组被发送到rmi服务端。在服务端,一个同样的类用来把字节数组的内容转换回代码。客户端代码如下:
  
  public class client{
  public static void main (string[] args){
  try{
  byte[] code = getclassdefinition
  ("client.taskimpl");
  serverintf.execute("client.taskimpl",
  code);
  }
  catch(remoteexception remoteexception){
  remoteexception.printstacktrace();
  }
  }
  private static byte[] getclassdefinition
  (string codename){
  string userdir = system.getproperties().
  getproperty("bytepath");
  filesystemclassloader fscl1 = null;
  try{
  fscl1 = new filesystemclassloader
  (userdir);
  }
  catch(filenotfoundexception
  filenotfoundexception){
  filenotfoundexception.printstacktrace();
  }
  return fscl1.findclassbytes(codename);
  }}
  
  在执行引擎中,从客户端收到的代码被送到定制的类加载器中。定制的类加载器把其从字节数组定义成类,实例化并执行。需要指出的是,对每一个客户请求,我们用类filesystemclassloader的不同实例来定义客户端提交的client.taskimpl。而且,client.taskimpl并不在服务端的类路径中。这也就意味着当我们在filesystemclassloader调用findclass()方法时,findclass()调用内在的defineclass()方法。类client.taskimpl被特定的类加载器实例所定义。因此,当filesystemclassloader的一个新的实例被使用,类又被重新定义为字节数组。因此,对每个客户端请求类client.taskimpl被多次定义,我们就可以在相同执行引擎jvm中执行不同的client.taskimpl的代码。
  
  public void execute(string codename, byte[] code)throws remoteexception{
  filesystemclassloader filesystemclassloader = null;
  try{
  filesystemclassloader = new filesystemclassloader();
  filesystemclassloader.execute(codename, code);
  }
  catch(exception exception){
  throw new remoteexception(exception.getmessage());
  }
  }
  
  示例在differentversionspush文件夹下。服务端和客户端的控制台界面分别如图10,11,12所示:
  
 技术分析java类加载内幕详细讲解二(图)(图八)
  图10. 定制类加载器执行引擎

  
  图10显示的是定制的类加载器控制台。我们可以看到client.taskimpl的代码被多次加载。实际上针对每一个客户端,类都被加载并初始化。
  
 技术分析java类加载内幕详细讲解二(图)(图九)
  图11. 定制类加载器,客户端1
  

  图11中,含有client.taskimpl.class.getclassloader(v1)的日志记录的类taskimpl的代码被客户端的vm加载,然后送到服务端。图12 另一个客户端把包含有client.taskimpl.class.getclassloader(v1)的类代码加载并送往服务端。
  
技术分析java类加载内幕详细讲解二(图)(图十)
  图12. 定制类加载器,客户端1

  
  这段代码演示了我们如

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