JAVA 类加载器

作者: const27 分类: All,开发-JAVA 发布时间: 2020-12-14 12:52

类加载器,即ClassLoader,用于加载JAVA类文件(.class)到JVM中

ClassLoader

在JVM类加载器中最顶层的是Bootstrap ClassLoader(引导类加载器)Extension ClassLoader(扩展类加载器)App ClassLoader(系统类加载器)AppClassLoader是默认的类加载器,如果类加载时我们不指定类加载器的情况下,默认会使用AppClassLoader加载类,ClassLoader.getSystemClassLoader()返回的系统类加载器也是AppClassLoader

ClassLoader的主要方法有以下几个:

  1. loadClass(加载指定的Java类)
  2. findClass(查找指定的Java类)
  3. findLoadedClass(查找JVM已经加载过的类)
  4. defineClass(定义一个Java类)
  5. resolveClass(链接指定的Java类)

如何通过ClassLoader获取一个类对象?很简单

Class a = ClassLoader.getSystemClassLoader().loadClass("java.lang.Runtime");

它对一个类的加载流程如下:

  1. ClassLoader调用loadClass(String name)方法加载指定类
  2. 调用findLoadedClass检查指定的类是否已经初始化,若已初始化则直接返回类对象
  3. 如果创建ClassLoader时传入父类加载器,则使用父类加载器加载指定类,否则使用JVM的Bootstrap ClassLoader(引导类加载器)加载
  4. 如果以上步骤没有完成加载,则使用findClass方法尝试加载指定类
  5. 如果当前ClassLoader类没有重写findClass方法则直接返回异常。若重写了该方法且通过findClass找到了传入的类名的对应的类字节码,那么就会使用defineClass去JVM注册该类
  6. 如果loadClass调用时传入resolve的参数为true,则那么还需要调用resolveClass方法连接类。该参数默认为false
  7. 返回被JVM加载后的指定类的类对象

ClassLoader自定义

java.lang.ClassLoader 是所有类加载器的父类,我们可以通过重写其findClass方法来实现自定义ClassLoader。

我们试着自定义一个,当对loadClass传入com.anbai.sec.classloader.TestHelloWorld 时会直接返回一个在加载器里已经定义好了的对应类的类对象。

class TestClassLoader extends  ClassLoader{
    String testClassName="com.anbai.sec.classloader.TestHelloWorld";
    byte[] testClassBytes = new byte[]{-54, -2, -70, -66, 0, 0, 0, 51, 0, 17, 10, 0, 4, 0, 13, 8, 0, 14, 7, 0, 15, 7, 0,
            16, 1, 0, 6, 60, 105, 110, 105, 116, 62, 1, 0, 3, 40, 41, 86, 1, 0, 4, 67, 111, 100,
            101, 1, 0, 15, 76, 105, 110, 101, 78, 117, 109, 98, 101, 114, 84, 97, 98, 108, 101,
            1, 0, 5, 104, 101, 108, 108, 111, 1, 0, 20, 40, 41, 76, 106, 97, 118, 97, 47, 108,
            97, 110, 103, 47, 83, 116, 114, 105, 110, 103, 59, 1, 0, 10, 83, 111, 117, 114, 99,
            101, 70, 105, 108, 101, 1, 0, 19, 84, 101, 115, 116, 72, 101, 108, 108, 111, 87, 111,
            114, 108, 100, 46, 106, 97, 118, 97, 12, 0, 5, 0, 6, 1, 0, 12, 72, 101, 108, 108, 111,
            32, 87, 111, 114, 108, 100, 126, 1, 0, 40, 99, 111, 109, 47, 97, 110, 98, 97, 105, 47,
            115, 101, 99, 47, 99, 108, 97, 115, 115, 108, 111, 97, 100, 101, 114, 47, 84, 101, 115,
            116, 72, 101, 108, 108, 111, 87, 111, 114, 108, 100, 1, 0, 16, 106, 97, 118, 97, 47, 108,
            97, 110, 103, 47, 79, 98, 106, 101, 99, 116, 0, 33, 0, 3, 0, 4, 0, 0, 0, 0, 0, 2, 0, 1,
            0, 5, 0, 6, 0, 1, 0, 7, 0, 0, 0, 29, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 5, 42, -73, 0, 1, -79, 0, 0, 0,
            1, 0, 8, 0, 0, 0, 6, 0, 1, 0, 0, 0, 7, 0, 1, 0, 9, 0, 10, 0, 1, 0, 7, 0, 0, 0, 27, 0, 1,
            0, 1, 0, 0, 0, 3, 18, 2, -80, 0, 0, 0, 1, 0, 8, 0, 0, 0, 6, 0, 1, 0, 0, 0, 10, 0, 1, 0, 11,
            0, 0, 0, 2, 0, 12};  //这部分是类字节码,是我从别人那里嫖的

    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        if(name.equals("com.anbai.sec.classloader.TestHelloWorld")){
            return  defineClass(testClassName,testClassBytes,0,testClassBytes.length);
        }
        else{
            return super.findClass(name);
        }
    }
}

然后主函数我们写

    public static void main(String[] args) {
        try {
            TestClassLoader Loader = new TestClassLoader();
            Class clazz = Loader.loadClass("com.anbai.sec.classloader.TestHelloWorld");
            Object Instance = clazz.newInstance();
            Method method = Instance.getClass().getMethod("hello");
            String str = (String) method.invoke(Instance);
            System.out.println(str);
        }catch (Exception e){}
    }

经测试程序正常运行。我们的自定义ClassLoader就写好了。当然还有更多花里胡哨的重写方法,我们这里只是知道怎么重写即可。

URLClassLoader

URLClassLoader也是ClassLoader类下的一个重写类。这个类很好用,它可以通过网络协议获取远程的jar包,然后通过类加载器去获得其中的指定类的类对象。试试吧。

流程是先定义一个URL对象指向我们的jar包,然后实例化一个URLClassLoader对象,然后通过loadClass加载某个类获得类对象。

import java.lang.reflect.Field;
import java.lang.reflect.Method;
import java.net.URL;
import java.net.URLClassLoader;

public class test {
    public static void main(String[] args){
            try{
//                Class clazz = ClassLoader.getSystemClassLoader().loadClass("fuck");
//                Method method = clazz.getMethod("func1",int.class);
//                method.invoke(clazz.newInstance(),123);
                URL url = new URL("http://127.0.0.1/LOL.jar");
                URLClassLoader Loader = new URLClassLoader(new URL[]{url});
                Class clazz = Loader.loadClass("fuck");
                Method method = clazz.getMethod("func1",int.class);
                method.setAccessible(true);
                method.invoke(clazz.newInstance(),123);

            }
            catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
    }
}

然后我们jar包里的class是这个.JAVA的编译文件

public class fuck{
    public void func1(int input1){
        System.out.print(input1);
    }
}

执行结果

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