自定义一个类加载器打印“Hello World!”

Posted 2020-12-08 SanjiApollo

现有两个类Demo和HelloWorld，其源代码如下：

Demo.java：

package com.xxx;

public class Demo {
    public void print() {
        HelloWorld.foo();
        // System.out.println(HelloWorld.class.getClassLoader());
    }   
}

HelloWorld.java：

package com.xxx;

class HelloWorld {
    public static void foo() {
        System.out.println("Hello World!");
    }   
}

可以看到Demo和HelloWorld隶属于同一个包，Demo的print()方法中调用了HelloWorld.foo()从而打印出"Hello World!"。

现有一个Main类，其结构如下：

// 没有包名

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
          ...
    }
}

现在，我们的任务是在Main类的main()方法中打印"Hello World!"。

一般而言，我们只需要new Demo()，然后调用print()方法即可完成打印。

然而，使用new操作符的前提是我们已经提前导入了com.xxx.Demo，但是，对于我们的Main程序而言，com.xxx.Demo一开始并不存在，它很有可能是在程序运行期间从网络上的某处下载下来，又或者是愚蠢的人类拷贝过来的。因而它并没有参与Main.java的编译，所以我们写Main的源代码时并不能导入com.xxx.Demo。

对于Main类而言，我们只知道会有一个com.xxx.Demo的print()方法帮助完成打印任务，却并不知晓它的具体位置。

某一时刻，一股神秘力量将Demo和HelloWorld传送到了我们的电脑上，现在它们与Main.class的位置如下：

.
|-- app
|   `-- com
|       `-- xxx
|           |-- Demo.class
|           `-- HelloWorld.class
`-- Main.class

但是此时，Main已经在运行了，启动它时使用了java -cp "." Main命令，其中的-cp "."选项明确指定了：对于开发者编写的类，只会从当前（与Main.class同级）目录下查找。而Demo和HelloWorld却在app路径下，因此，Main程序的类加载器无法对它们加载。

怎么办呢？

我们可以将Main.java写成下面的样子：

import java.io.File;
import java.lang.reflect.Method;
import java.net.URL;
import java.net.URLClassLoader;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        URLClassLoader urlClassLoader =
                new URLClassLoader(new URL[]{new File("./app").toURI().toURL()});

        Class<?> clazz = urlClassLoader.loadClass("com.xxx.Demo");
        Object obj = clazz.newInstance();
        Method print = clazz.getMethod("print");
        print.invoke(obj);
    }   
}

在Main.java中，我们自定义了类加载器urlClassLoader，它将会从./app目录下查找class文件。

因此，当使用urlClassLoader.loadClass("com.xxx.Demo")时能够加载到Demo.class并创建Class对象。

接着，因为无法创建com.xxx.Demo的引用，我们只能使用反射来调用print()方法。

这样一来，我们便可以愉快输出“Hello World!”了。如果把Demo.java中的注释去掉，还可以打印出HelloWorld类的类加载器，如下所示：

[root@VM_0_6_centos]# java -cp "." Main
Hello World!
java.net.URLClassLoader@2a139a55

可以看到，HelloWorld的类加载器已经不是AppClassLoader了，而是java.net.URLClassLoader。