摘要：自定義類加載器示例代碼類加載器獲取的字節(jié)流字節(jié)流解密被加載的類測(cè)試代碼以上代碼，展示了自定義類加載器加載類的方法。這就需要自定義類加載器，以便對(duì)加載的類庫(kù)進(jìn)行隔離，否則會(huì)出現(xiàn)問題對(duì)于非的文件，需要轉(zhuǎn)為類，就需要自定義類加載器。

Java類加載器的作用是尋找類文件，然后加載Class字節(jié)碼到JVM內(nèi)存中，鏈接（驗(yàn)證、準(zhǔn)備、解析）并初始化，最終形成可以被虛擬機(jī)直接使用的Java類型。

有兩種類加載器：
1 啟動(dòng)類加載器（Bootstrap ClassLoader）
由C++語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)（針對(duì)HotSpot VM）,負(fù)責(zé)將存放在lib目錄或-Xbootclasspath參數(shù)指定的路徑中的類庫(kù)加載到JVM內(nèi)存中，像java.lang.、java.util.、java.io.*等等?？梢酝ㄟ^vm參數(shù)“-XX:+TraceClassLoading”來(lái)獲取類加載信息。我們無(wú)法直接使用該類加載器。

2 其他類加載器（Java語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)）
1）擴(kuò)展類加載器（Extension ClassLoader）
負(fù)責(zé)加載libext目錄或java.ext.dirs系統(tǒng)變量指定的路徑中的所有類庫(kù)。我們可以直接使用這個(gè)類加載器。
2）應(yīng)用程序類加載器（Application ClassLoader），或者叫系統(tǒng)類加載器
負(fù)責(zé)加載用戶類路徑（classpath）上的指定類庫(kù)，我們可以直接使用這個(gè)類加載器。一般情況，如果我們沒有自定義類加載器默認(rèn)就是用這個(gè)加載器。
3）自定義類加載器
通過繼承ClassLoader類實(shí)現(xiàn)，主要重寫findClass方法。

在JVM虛擬機(jī)中，如果一個(gè)類加載器收到類加載的請(qǐng)求，它首先不會(huì)自己去嘗試加載這個(gè)類，而是把這個(gè)請(qǐng)求委派給父類加載器完成。每個(gè)類加載器都是如此，只有當(dāng)父加載器在自己的搜索范圍內(nèi)找不到指定的類時(shí)（即ClassNotFoundException），子加載器才會(huì)嘗試自己去加載。

也就是說(shuō)，對(duì)于每個(gè)類加載器，只有父類（依次遞歸）找不到時(shí)，才自己加載 。這就是雙親委派模型。

為什么需要雙親委派模型呢？這可以提高Java的安全性，以及防止程序混亂。
提高安全性方面：
假設(shè)我們使用一個(gè)第三方Jar包，該Jar包中自定義了一個(gè)String類，它的功能和系統(tǒng)String類的功能相同，但是加入了惡意代碼。那么，JVM會(huì)加載這個(gè)自定義的String類，從而在我們所有用到String類的地方都會(huì)執(zhí)行該惡意代碼。
如果有雙親委派模型，自定義的String類是不會(huì)被加載的，因?yàn)樽铐攲拥念惣虞d器會(huì)首先加載系統(tǒng)的java.lang.String類，而不會(huì)加載自定義的String類，防止了惡意代碼的注入。

防止程序混亂
假設(shè)用戶編寫了一個(gè)java.lang.String的同名類，如果每個(gè)類加載器都自己加載的話，那么會(huì)出現(xiàn)多個(gè)String類，導(dǎo)致混亂。如果本加載器加載了，父加載器則不加載，那么以哪個(gè)加載的為準(zhǔn)又不能確定了，也增加了復(fù)雜度。

我們可以自定義類加載器，只需繼承ClassLoader抽象類，并重寫findClass方法（如果要打破雙親委派模型，需要重寫loadClass方法）。原因可以查看ClassLoader的源碼：

protected Class loadClass(String name, boolean resolve)
    throws ClassNotFoundException
{
    synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
        // First, check if the class has already been loaded
        Class c = findLoadedClass(name);
        if (c == null) {
            long t0 = System.nanoTime();
            try {
                if (parent != null) {
                    c = parent.loadClass(name, false);
                } else {
                    c = findBootstrapClassOrNull(name);
                }
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                // ClassNotFoundException thrown if class not found
                // from the non-null parent class loader
            }

            if (c == null) {
                // If still not found, then invoke findClass in order
                // to find the class.
                long t1 = System.nanoTime();
                c = findClass(name);

                // this is the defining class loader; record the stats
                sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
            }
        }
        if (resolve) {
            resolveClass(c);
        }
        return c;
    }
}

這個(gè)是ClassLoader中的loadClass方法，大致流程如下：
1）檢查類是否已加載，如果是則不用再重新加載了；
2）如果未加載，則通過父類加載（依次遞歸）或者啟動(dòng)類加載器（bootstrap）加載；
3）如果還未找到，則調(diào)用本加載器的findClass方法；
以上可知，類加載器先通過父類加載，父類未找到時(shí)，才有本加載器加載。

因?yàn)樽远x類加載器是繼承ClassLoader，而我們?cè)倏磃indClass方法：

protected Class findClass(String name) throws ClassNotFoundException {    
    throw new ClassNotFoundException(name);
}

可以看出，它直接返回ClassNotFoundException。
因此，自定義類加載器必須重寫findClass方法。

自定義類加載器示例代碼：
類加載器HClassLoader：

class HClassLoader extends ClassLoader {

private String classPath;

public HClassLoader(String classPath) {
    this.classPath = classPath;
}

@Override
protected Class findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
    try {
        byte[] data = loadByte(name);
        return defineClass(name, data, 0, data.length);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
        throw new ClassNotFoundException();
    }

}

/**
 * 獲取.class的字節(jié)流
 *
 * @param name
 * @return
 * @throws Exception
 */
private byte[] loadByte(String name) throws Exception {
    name = name.replaceAll(".", "/");
    FileInputStream fis = new FileInputStream(classPath + "/" + name + ".class");
    int len = fis.available();
    byte[] data = new byte[len];
    fis.read(data);
    fis.close();

    // 字節(jié)流解密
    data = DESInstance.deCode("1234567890qwertyuiopasdf".getBytes(), data);

    return data;
  }
}

被加載的類Car：

public class Car {

    public Car() {
        System.out.println("Car:" + getClass().getClassLoader());
        System.out.println("Car Parent:" + getClass().getClassLoader().getParent());
    }

    public String print() {
        System.out.println("Car:print()");
        return "carPrint";
    }
 }

測(cè)試代碼：

@Test
public void testClassLoader() throws Exception {
    HClassLoader myClassLoader = new HClassLoader("e:/temp/a");
    Class clazz = myClassLoader.loadClass("com.ha.Car");
    Object o = clazz.newInstance();
    Method print = clazz.getDeclaredMethod("print", null);
    print.invoke(o, null);
}

以上代碼，展示了自定義類加載器加載類的方法。

需要注意的是：
執(zhí)行測(cè)試代碼前，必須將Car.class文件移動(dòng)到e:/temp/a下，并且按包名建立層級(jí)目錄（這里為com/ha/）。因?yàn)槿绻灰苿?dòng)Car.class文件，那么Car類會(huì)被AppClassLoader加載（自定義類加載器的parent是AppClassLoader）。

上面介紹了Java類加載器的相關(guān)知識(shí)。對(duì)于自定義類加載器，哪里可以用到呢？
主流的Java Web服務(wù)器，比如Tomcat，都實(shí)現(xiàn)了自定義的類加載器。因?yàn)樗鉀Q幾個(gè)問題：
1）Tomcat上可以部署多個(gè)不同的應(yīng)用，但是它們可以使用同一份類庫(kù)的不同版本。這就需要自定義類加載器，以便對(duì)加載的類庫(kù)進(jìn)行隔離，否則會(huì)出現(xiàn)問題；
2）對(duì)于非.class的文件，需要轉(zhuǎn)為Java類，就需要自定義類加載器。比如JSP文件。

這里舉一個(gè)其它的例子：Java核心代碼的加密。
假設(shè)我們項(xiàng)目當(dāng)中，有一些核心代碼不想讓別人反編譯看到。當(dāng)前知道有兩種方法，一種是通過代碼混淆（推薦Allatori，商用收費(fèi)）；一種是自己編寫加密算法，對(duì)字節(jié)碼加密，加大反編譯難度。

代碼混淆如果用Allatori，比較簡(jiǎn)便。注意控制自己編寫類的訪問權(quán)限即可。接口用public，內(nèi)部方法用private，其他的用默認(rèn)的（即不加訪問修飾符）或者protected。代碼混淆這里不過多說(shuō)明，這里主要介紹一下字節(jié)碼加密。
大概的流程可以如下：

.class加密代碼：

@Test
public void testEncode() {
    String classFile = "e:/temp/a/com/ha/Car.class";
    FileInputStream fis = null;
    try {
        fis = new FileInputStream(classFile);
        int len = fis.available();
        byte[] data = new byte[len];
        fis.read(data);
        fis.close();

        data = DESInstance.enCode("1234567890qwertyuiopasdf".getBytes(), data);

        String outFile = "e:/temp/a/com/ha/EnCar.class";
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(outFile);
        fos.write(data);
        fos.close();
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }

}

類加載器中解密，查看上文中的：

// 字節(jié)流解密
data = DESInstance.deCode("1234567890qwertyuiopasdf".getBytes(), data);

加解密工具類：

public class DESInstance {

    private static String ALGORITHM = "DESede";

    /**
     * 加密
     *
     * @param key
     * @param src
     * @return
     */
    public static byte[] enCode(byte[] key, byte[] src) {

        byte[] value = null;
        SecretKey deskey = new SecretKeySpec(key, ALGORITHM);
        try {
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
            cipher.init(Cipher.ENCRYPT_MODE, deskey);
            value = cipher.doFinal(src);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

        return value;
    }

    /**
     * 解密
     *
     * @param key
     * @param src
     * @return
     */
    public static byte[] deCode(byte[] key, byte[] src) {
        byte[] value = null;
        SecretKey deskey = new SecretKeySpec(key, ALGORITHM);

        try {
            Cipher cipher = Cipher.getInstance(ALGORITHM);
            cipher.init(Cipher.DECRYPT_MODE, deskey);
            value = cipher.doFinal(src);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

        return value;
    }
}

注意秘鑰是24位，否則會(huì)報(bào)錯(cuò)：
java.security.InvalidKeyException: Invalid key length
如果解密密碼錯(cuò)誤，則是如下錯(cuò)誤：
javax.crypto.BadPaddingException: Given final block not properly padded

當(dāng)然，這樣做還是會(huì)被反編譯破解，要加大難度，還需要其他處理的。