Java基础-拓展1

wangdx大约 7 分钟

自定义类加载器

为什么需要自定义类加载器

网上的大部分自定义类加载器文章，几乎都是贴一段实现代码，然后分析一两句自定义 ClassLoader 的原理。但是我觉得首先得把为什么需要自定义加载器这个问题搞清楚，因为如果不明白它的作用的情况下，还要去学习它显然是很让人困惑的。

首先介绍自定义类的应用场景：

（1）加密：Java 代码可以轻易的被反编译，如果你需要把自己的代码进行加密以防止反编译，可以先将编译后的代码用某种加密算法加密，类加密后就不能再用 Java 的 ClassLoader 去加载类了，这时就需要自定义 ClassLoader 在加载类的时候先解密类，然后再加载。
（2）从非标准的来源加载代码：如果你的字节码是放在数据库、甚至是在云端，就可以自定义类加载器，从指定的来源加载类。
（3）以上两种情况在实际中的综合运用：比如你的应用需要通过网络来传输 Java 类的字节码，为了安全性，这些字节码经过了加密处理。这个时候你就需要自定义类加载器来从某个网络地址上读取加密后的字节代码，接着进行解密和验证，最后定义出在 Java 虚拟机中运行的类。

1. 双亲委派模型

在实现自己的 ClassLoader 之前，我们先了解一下系统是如何加载类的，那么就不得不介绍双亲委派模型的实现过程

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
                    PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                    PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                    PerfCounter.getFindClasses().increment();
                }
            }
            if (resolve) {
                resolveClass(c);
            }
            return c;
        }
    }

双亲委派模型的工作过程如下：

（1）当前类加载器从自己已经加载的类中查询是否此类已经加载，如果已经加载则直接返回原来已经加载的类。
（2）如果没有找到，就去委托父类加载器去加载（如代码 c = parent.loadClass(name, false)所示）。父类加载器也会采用同样的策略，查看自己已经加载过的类中是否包含这个类，有就返回，没有就委托父类的父类去加载，一直到启动类加载器。因为如果父加载器为空了，就代表使用启动类加载器作为父加载器去加载。
（3）如果启动类加载器加载失败（例如在$JAVA_HOME/jre/lib 里未查找到该 class），则会抛出一个异常 ClassNotFoundException，然后再调用当前加载器的 findClass()方法进行加载。

双亲委派模型的好处：

（1）主要是为了安全性，避免用户自己编写的类动态替换 Java 的一些核心类，比如 String。
（2）同时也避免了类的重复加载，因为 JVM 中区分不同类，不仅仅是根据类名，相同的 class 文件被不同的 ClassLoader 加载就是不同的两个类。

2. 自定义类加载器

（1）从上面源码看出，调用 loadClass 时会先根据委派模型在父加载器中加载，如果加载失败，则会调用当前加载器的 findClass 来完成加载。
（2）因此我们自定义的类加载器只需要继承 ClassLoader，并覆盖 findClass 方法，下面是一个实际例子，在该例中我们用自定义的类加载器去加载我们事先准备好的 class 文件。

2.1 自定义一个 People.java 类做例子

public class People {
    private String name;

    public People() {
    }

    public People(String name) {
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public String toString() {
        return "I am a people, my name is " + name;
    }
}

2.2 自定义类加载器

自定义一个类加载器，需要继承 ClassLoader 类，并实现 findClass 方法。其中 defineClass 方法可以把二进制流字节组成的文件转换为一个 java.lang.Class（只要二进制字节流的内容符合 Class 文件规范）。

Java 中的异常处理

在 Java 中，所有的异常都有一个共同的祖先 java.lang 包中的 Throwable 类。Throwable：有两个重要的子类：Exception（异常）和 Error（错误），二者都是 Java 异常处理的重要子类，各自都包含大量子类。

Error（错误）:是程序无法处理的错误，表示运行应用程序中较严重问题。大多数错误与代码编写者执行的操作无关，而表示代码运行时 JVM（Java 虚拟机）出现的问题。例如，Java 虚拟机运行错误（Virtual MachineError），当 JVM 不再有继续执行操作所需的内存资源时，将出现 OutOfMemoryError。这些异常发生时，Java 虚拟机（JVM）一般会选择线程终止。

这些错误表示故障发生于虚拟机自身、或者发生在虚拟机试图执行应用时，如 Java 虚拟机运行错误（Virtual MachineError）、类定义错误（NoClassDefFoundError）等。这些错误是不可查的，因为它们在应用程序的控制和处理能力之外，而且绝大多数是程序运行时不允许出现的状况。对于设计合理的应用程序来说，即使确实发生了错误，本质上也不应该试图去处理它所引起的异常状况。在 Java 中，错误通过 Error 的子类描述。

Exception（异常）:是程序本身可以处理的异常。Exception 类有一个重要的子类
RuntimeException。RuntimeException 异常由 Java 虚拟机抛出。
NullPointerException（要访问的变量没有引用任何对象时，抛出该异常）、
ArithmeticException（算术运算异常，一个整数除以 0 时，抛出该异常）和
ArrayIndexOutOfBoundsException （下标越界异常）。

注意：异常和错误的区别：异常能被程序本身可以处理，错误是无法处理。

Throwable 类常用方法

• public string getMessage():返回异常发生时的详细信息
• public string toString():返回异常发生时的简要描述
• public string getLocalizedMessage():返回异常对象的本地化信息。使用 Throwable 的子类覆盖这个方法，可以声称本地化信息。如果子类没有覆盖该方法，则该方法返回的信息与 getMessage（）返回的结果相同
• public void printStackTrace():在控制台上打印 Throwable 对象封装的异常信息

异常处理总结

• try 块：用于捕获异常。其后可接零个或多个 catch 块，如果没有 catch 块，则必须跟一个 finally 块。
• catch 块：用于处理 try 捕获到的异常。
• finally 块：无论是否捕获或处理异常，finally 块里的语句都会被执行。当在 try 块或 catch 块中遇到 return 语句时，finally 语句块将在方法返回之前被执行。在以下 4 种特殊情况下，finally 块不会被执行：
- 1. 在 finally 语句块中发生了异常。
- 1. 在前面的代码中用了 System.exit()退出程序。
- 1. 程序所在的线程死亡。
- 1. 关闭 CPU。

Java 序列化中如果有些字段不想进行序列化怎么办

对于不想进行序列化的变量，使用 transient 关键字修饰。 transient 关键字的作用是：阻止实例中那些用此关键字修饰的的变量序列化；当对象被反序列化时，被 transient 修饰的变量值不会被持久化和恢复。 transient 只能修饰变量，不能修饰类和方法。

获取用键盘输入常用的的两种方法

方法 1：通过 Scanner Scanner input = new Scanner(System.in); String s = input.nextLine(); input.close();
方法 2：通过 BufferedReader BufferedReader input = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in)); String s = input.readLine();