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Java学习路

Java自定义类加载器

尝试使用两个栗子理解Java自定义类加载器

自定义类加载器的使用

根据前文，不管是Bootstrap ClassLoader还是ExtClassLoader等，这些类加载器都只是加载指定的目录下的jar包或者资源。如果在某种情况下，我们需要动态加载一些东西呢？

比如从D盘某个文件夹加载一个class文件，这个路径是输入的而非程序运行时配置参数。

或者从网络上下载class主内容然后再进行加载，这样可以吗？

包的，通过自定义类加载器完全可以实现。

我们使用两个栗子来感受自定义类加载器的使用场景。

本地动态指定加载类路径

如何自定义

  • 编写一个类，笔者设置为DiskClassLoader，继承 ClassLoader（抽象类）
  • 重写ClassLoader.findClass() -> DiskClassLoader.findClass()
  • 在重写的DiskClassLoader.findClass()中调用ClassLoader.defineClass()用以加载类

ClassLoader.defineClass()，此方法在编写自定义classLoader的时候很重要，他的作用是将class字节码信息转化为Class对象

注：一个ClassLoader创建时如果没有指定parent，那么它的parent默认为AppClassLoaders

！！！注意代码中的注释喔！！！

测试用例

Test.java -> D:\Users\Dan\tmp\Test.java

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package com.frank.test;

public class Test {
    public void say(){
        System.out.println("Say Hello");
    }
}

使用java编译

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D:\Users\Dan\tmp>"D:\Program Files\Java\jdk1.8.0_181\bin\javac.exe" -d . D:\Users\Dan\tmp\Test.java

此时D:\Users\Dan\tmp\内容如下

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./
├── Test.java
└── com
    └── frank
        └── test
            └── Test.class

编写ClassLoader

DiskClassLoader 源码如下

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package com.study.java;

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;


public class DiskClassLoader extends ClassLoader {

    private String mLibPath;

    public DiskClassLoader(String path) {
        // TODO Auto-generated constructor stub
        mLibPath = path;
    }

    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        // TODO Auto-generated method stub

        // 此时因为路径人为控制，包名已知等条件，这里直接硬编码了
        mLibPath = mLibPath + "\\com\\frank\\test";
        String fileName = "Test.class";



        File file = new File(mLibPath,fileName);

        try {
            FileInputStream is = new FileInputStream(file);

            ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
            int len = 0;
            try {
                while ((len = is.read()) != -1) {
                    bos.write(len);
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            byte[] data = bos.toByteArray();
            is.close();
            bos.close();

            return defineClass(name,data,0,data.length);

        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }

        return super.findClass(name);
    }

}

编写测试开启类

ClassLoaderTest

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package com.study.java;

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public class ClassLoaderTest {

    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub

        //创建自定义classloader对象。
        DiskClassLoader diskLoader = new DiskClassLoader("D:\\Users\\Dan\\tmp");
        try {
            //加载class文件
            Class c = diskLoader.loadClass("com.frank.test.Test");

            if(c != null){
                try {
                    Object obj = c.newInstance();
                    Method method = c.getDeclaredMethod("say",null);
                    //通过反射调用Test类的say方法
                    method.invoke(obj, null);
                } catch (InstantiationException | IllegalAccessException | NoSuchMethodException | SecurityException | IllegalArgumentException | InvocationTargetException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }

    }

}

运行测试开启类

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成功反射到目标say()并运行

ClassLoader加载加密类

（假设）我们的Class字节码文件很值钱，但是容易被传播，我们又想要实现必须要给了钱的人才能解密的方案，这个时候就可以对我们的字节码文件进行加密

测试用例

延续使用上方的测试用例

工具类

用来加密测试用例生成的字节码文件

FileUtils，源码如下

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package com.study.encode;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;


public class FileUtils {

    public static void test(String path){
        File file = new File(path);
        try {
            FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(path+"en");
            int b = 0;
            int b1 = 0;
            try {
                while((b = fis.read()) != -1){
                    //每个byte都加密 加密密钥为数字2
                    //处理：每一个byte异或数字2
                    fos.write(b ^ 2);
                }
                fos.close();
                fis.close();
            } catch (IOException e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

测试一下

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    public static void main(String[] args) {
        FileUtils.test("D:\\Users\\Dan\\tmp\\com\\frank\\test\\Test.class");
    }

这时候目录结构中多出了一个被加密后的字节码文件你Test.classen，删除原来的Test.class就得到了

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./
├── Test.java
└── com
    └── frank
        └── test
            └── Test.classen

可解密的ClassLoader

DeClassLoader源码如下

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package com.study.encode;

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;


public class DeClassLoader extends ClassLoader {

    private String mLibPath;

    public DeClassLoader(String path) {
        // TODO Auto-generated constructor stub
        mLibPath = path;
    }

    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        // TODO Auto-generated method stub

        String fileName = getFileName(name);

        File file = new File(mLibPath,fileName);

        try {
            FileInputStream is = new FileInputStream(file);

            ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
            int len = 0;
            byte b = 0;
            try {
                while ((len = is.read()) != -1) {
                    //！！！！！！！
                    //解密过程在这里
                    //将数据异或一个数字2以进行解密
                    b = (byte) (len ^ 2);
                    bos.write(b);
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            byte[] data = bos.toByteArray();
            is.close();
            bos.close();

            return defineClass(name,data,0,data.length);

        } catch (IOException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }

        return super.findClass(name);
    }

    //获取要加载 的class文件名
    private String getFileName(String name) {
        // TODO Auto-generated method stub
        int index = name.lastIndexOf('.');
        if(index == -1){
            return name+".classen";
        }else{
            return name.substring(index+1)+".classen";
        }
    }
}

测试开启类

Main源码如下

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package com.study.encode;

import java.lang.reflect.InvocationTargetException;
import java.lang.reflect.Method;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        
        DeClassLoader diskLoader = new DeClassLoader("D:\\Users\\Dan\\tmp\\com\\frank\\test");
        
        try {
            //加载class文件
            Class c = diskLoader.loadClass("com.frank.test.Test");

            if(c != null){
                try {
                    Object obj = c.newInstance();
                    Method method = c.getDeclaredMethod("say",null);
                    //通过反射调用Test类的say方法
                    try {
                        method.invoke(obj, null);
                    } catch (InvocationTargetException e) {
                        throw new RuntimeException(e);
                    }
                } catch (InstantiationException | IllegalAccessException
                         | NoSuchMethodException
                         | SecurityException |
                         IllegalArgumentException e) {
                    // TODO Auto-generated catch block
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            // TODO Auto-generated catch block
            e.printStackTrace();
        }

    }

//    public static void main(String[] args) {
//        FileUtils.test("D:\\Users\\Dan\\tmp\\com\\frank\\test\\Test.class");
//    }

}

运行结果

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将DeClassLoader中的b = (byte) (len ^ 2);注释掉，就可以删除解密过程，其他不动的情况下，解密自然失败了，失败截图如下

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参考

https://blog.csdn.net/briblue/article/details/54973413

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