自定义类加载器加载类的问题

一、创建自定义类加载器

  自定义了一个类加载器 MyClassLoader，其中实现是通过读取 class 文件为字节数组，然后通过 ClassLoader 中的 defineClass(String name,byte[],int off,int len)把字节数组中的内容转换成 Java 类，返回的是 Class 类的实例，代码如下：

package priv.leopold.tool;
import java.io.DataInputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
public class MyClassLoader extends ClassLoader {
	public Class<?> load(File classFile) throws ClassNotFoundException {
		byte[] classData = getClassData(classFile);
		if (classData == null) {
			throw new ClassNotFoundException();
		} else {
			return defineClass(null, classData, 0, classData.length);
		}
	}
	private byte[] getClassData(File classFile) {
		try {
			InputStream ins = new FileInputStream(classFile);
			ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
			int bufferSize = 4096;
			byte[] buffer = new byte[bufferSize];
			int bytesNumRead = 0;
			while ((bytesNumRead = ins.read(buffer)) != -1) {
				baos.write(buffer, 0, bytesNumRead);
			}
			ins.close();
			return baos.toByteArray();
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
		return null;
	}
}

二、测试自定义类加载器

先创建两个 MyClassLoader 实例：

	MyClassLoader  loader1 = new MyClassLoader();
	MyClassLoader  loader2 = new MyClassLoader(); 

然后通过这两个类加载器的实例加载同一个类，并通过 Class 对象创建实例：

	Class<?> class1 = loader1.load(classFile);		//第一个类加载器加载类
	Object obj1 = class1.newInstance();
	Object obj2 = class1.newInstance();
			
	Class<?> class2 = loader2.load(classFile);		//第二个类加载器加载类
	Object obj3 = class2.newInstance();

接下来执行类中的方法：

	Method method = class1.getMethod("setInstance", Object.class);
	method.invoke(obj1, obj2);
	method.invoke(obj1, obj3);

其中测试的类为 Sample，代码如下：

	public class Sample {
		private Sample instance;
		public Sample getInstance() {
			return instance;
		}
		public void setInstance(Object instance) {
			this.instance = (Sample) instance;
		}
	}

执行上面的代码后会抛出异常：

	Exception in thread "main" java.lang.reflect.InvocationTargetException
	at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method)
	at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(Unknown Source)
	at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(Unknown Source)
	at java.lang.reflect.Method.invoke(Unknown Source)
	at test.Test.main(Test.java:28)
	Caused by: java.lang.ClassCastException: bean.Sample cannot be cast to bean.Sample
	at bean.Sample.setInstance(Sample.java:12)
	... 5 more

    引起上面异常的是这句代码：this.instance = (Sample) instance;
虽然是用同一个类文件（这里用的是 Sample.class 文件）加载出来的 Class 对象，但通过上面的这句代码抛出的异常可以发现，它们创建的实例属于不同类型（即使这里都叫做 bean.Sample）。

三、分析原因

    对于某个特定的类加载器来说，一个 Java 类只能被载入一次，也就是说在 Java 虚拟机中，类的完整标识是（classLoader，package，className）。
另外一个类可以被不同的类加载器加载，但是，同一个类，由不同的类加载器实例加载的话，会在方法区产生两个不同的类，彼此不可见，并且在堆中生成不同 Class 实例。
    如果用的类加载器没有重写 ClassLoader 中的 getSystemClassLoader 方法，那么用的都是 AppClassLoader 的同一个实例进行类的加载的，所以加载同一个类在内存中只有一个类，即所有通过正常双亲委派模式的类加载器加载的 classpath 下的和 ext 下的所有类在方法区都是同一个类，堆中的 Class 实例也是同一个。