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:
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:
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
public class Programmer {
public void code() {
System.out.println("I'm a Programmer,Just Coding.....");
}
}
自定义一个类加载器
/**
* 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:
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。
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。