class 文件简介及加载

Java编译器编译好Java文件之后,产生 .class 文件在磁盘中。

这种class文件是二进制文件,内容是只有JVM虚拟机能够识别的机器码。

JVM虚拟机读取字节码文件,取出二进制数据,加载到内存中,解析 .class 文件内的信息,生成对应的 Class对象:

class file

文件格式

class字节码文件是根据JVM虚拟机规范中规定的字节码组织规则生成的、具体class文件是怎样组织类信息的,可以参考此博文:

《深入理解Java Class文件格式系列》

或者是 Java 虚拟机规范

实例化流程

下面通过一段代码演示手动加载 class文件字节码到系统内,转换成class对象,然后再实例化的过程:

定义一个类

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public class Programmer { public void code() { System.out.println("I'm a Programmer,Just Coding....."); } }

自定义一个类加载器

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/** * 自定义一个类加载器,用于将字节码转换为class对象 * @author louluan */ public class MyClassLoader extends ClassLoader { public Class<?> defineMyClass( byte[] b, int off, int len) { return super.defineClass(b, off, len); } }

编译

然后编译成 Programmer.class 文件,在程序中读取字节码,然后转换成相应的class对象,再实例化:

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import java.io.File; import java.io.FileInputStream; import java.io.FileNotFoundException; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; import java.net.URL; public class MyTest { public static void main(String[] args) throws IOException { //读取本地的class文件内的字节码,转换成字节码数组 File file = new File("."); InputStream input = new FileInputStream(file.getCanonicalPath()+"\\bin\\samples\\Programmer.class"); byte[] result = new byte[1024]; int count = input.read(result); // 使用自定义的类加载器将 byte字节码数组转换为对应的class对象 MyClassLoader loader = new MyClassLoader(); Class clazz = loader.defineMyClass( result, 0, count); //测试加载是否成功,打印class 对象的名称 System.out.println(clazz.getCanonicalName()); //实例化一个Programmer对象     Object o= clazz.newInstance();     try {      //调用Programmer的code方法      clazz.getMethod("code", null).invoke(o, null);     } catch (IllegalArgumentException | InvocationTargetException | NoSuchMethodException | SecurityException e) {      e.printStackTrace();   } }

以上代码演示了,通过字节码加载成 class 对象的能力,下面看一下在代码中如何生成class文件的字节码。

在运行期的代码中生成二进制字节码

动态能力

由于JVM通过字节码的二进制信息加载类的,那么,如果我们在运行期系统中,遵循Java编译系统组织.class文件的格式和结构,生成相应的二进制数据,然后再把这个二进制数据加载转换成对应的类,这样,就完成了在代码中,动态创建一个类的能力了。

动态能力

在运行时期可以按照Java虚拟机规范对class文件的组织规则生成对应的二进制字节码。

当前有很多开源框架可以完成这些功能,如ASM,Javassist。

拓展阅读

框架

asm

javassist

cglib

byte buddy

基础知识

java 编译时注解

java 动态代理

jvm 系列

参考资料

Java动态代理机制详解(JDK 和CGLIB,Javassist,ASM)