Java load class jar file

The JarClassLoader Class

The JarClassLoader class extends java.net.URLClassLoader. As its name implies, URLClassLoader is designed to be used for loading classes and resources that are accessed by searching a set of URLs. The URLs can refer either to directories or to JAR files.

In addition to subclassing URLClassLoader, JarClassLoader also makes use of features in two other new JAR-related APIs, the java.util.jar package and the java.net.JarURLConnection class. In this section, we’ll look in detail at the constructor and two methods of JarClassLoader.

The JarClassLoader Constructor

The constructor takes an instance of java.net.URL as an argument. The URL passed to this constructor will be used elsewhere in JarClassLoader to find the JAR file from which classes are to be loaded.

public JarClassLoader(URL url) < super(new URL[] < url >); this.url = url; >

The URL object is passed to the constructor of the superclass, URLClassLoader, which takes a URL[] array, rather than a single URL instance, as an argument.

The getMainClassName Method

Once a JarClassLoader object is constructed with the URL of a JAR-bundled application, it’s going to need a way to determine which class in the JAR file is the application’s entry point. That’s the job of the getMainClassName method:

public String getMainClassName() throws IOException < URL u = new URL("jar", "", url + "!/"); JarURLConnection uc = (JarURLConnection)u.openConnection(); Attributes attr = uc.getMainAttributes(); return attr != null ? attr.getValue(Attributes.Name.MAIN_CLASS) : null; >

You may recall from a previous lesson that a JAR-bundled application’s entry point is specified by the Main-Class header of the JAR file’s manifest. To understand how getMainClassName accesses the Main-Class header value, let’s look at the method in detail, paying special attention to the new JAR-handling features that it uses:

The JarURLConnection class and JAR URLs

The getMainClassName method uses the JAR URL format specified by the java.net.JarURLConnection class. The syntax for the URL of a JAR file is as in this example:

jar:http://www.example.com/jarfile.jar!/

The terminating !/ separator indicates that the URL refers to an entire JAR file. Anything following the separator refers to specific JAR-file contents, as in this example:

jar:http://www.example.com/jarfile.jar!/mypackage/myclass.class

The first line in the getMainClassName method is:

This statement constructs a new URL object representing a JAR URL, appending the !/ separator to the URL that was used in creating the JarClassLoader instance.

The java.net.JarURLConnection class

This class represents a communications link between an application and a JAR file. It has methods for accessing the JAR file’s manifest. The second line of getMainClassName is:

JarURLConnection uc = (JarURLConnection)u.openConnection();

In this statement, URL instance created in the first line opens a URLConnection. The URLConnection instance is then cast to JarURLConnection so it can take advantage of JarURLConnection‘s JAR-handling features.

Fetching Manifest Attributes: java.util.jar.Attributes

With a JarURLConnection open to a JAR file, you can access the header information in the JAR file’s manifest by using the getMainAttributes method of JarURLConnection. This method returns an instance of java.util.jar.Attributes, a class that maps header names in JAR-file manifests with their associated string values. The third line in getMainClassName creates an Attributes object:

Attributes attr = uc.getMainAttributes();

To get the value of the manifest’s Main-Class header, the fourth line of getMainClassName invokes the Attributes.getValue method:

return attr != null ? attr.getValue(Attributes.Name.MAIN_CLASS) : null;

The method’s argument, Attributes.Name.MAIN_CLASS, specifies that it’s the value of the Main-Class header that you want. (The Attributes.Name class also provides static fields such as MANIFEST_VERSION, CLASS_PATH, and SEALED for specifying other standard manifest headers.)

The invokeClass Method

We’ve seen how JarURLClassLoader can identify the main class in a JAR-bundled application. The last method to consider, JarURLClassLoader.invokeClass, enables that main class to be invoked to launch the JAR-bundled application:

public void invokeClass(String name, String[] args) throws ClassNotFoundException, NoSuchMethodException, InvocationTargetException < Class c = loadClass(name); Method m = c.getMethod("main", new Class[] < args.getClass() >); m.setAccessible(true); int mods = m.getModifiers(); if (m.getReturnType() != void.class || !Modifier.isStatic(mods) || !Modifier.isPublic(mods)) < throw new NoSuchMethodException("main"); >try < m.invoke(null, new Object[] < args >); > catch (IllegalAccessException e) < // This should not happen, as we have disabled access checks >>

The invokeClass method takes two arguments: the name of the application’s entry-point class and an array of string arguments to pass to the entry-point class’s main method. First, the main class is loaded:

The loadClass method is inherited from java.lang.ClassLoader.

Once the main class is loaded, the reflection API of the java.lang.reflect package is used to pass the arguments to the class and launch it. You can refer to the tutorial on The Reflection API for a review of reflection.

Источник

Загрузка классов в Java. Теория

Одной из основных особенностей платформы Java является модель динамической загрузки классов, которая позволяет загружать исполняемый код в JRE не перезагружая основое приложение. Такая особенность широко используется в серверах приложений, получивших последнее время высокую популярность.

В статье рассмотрены базовые понятия, аспекты и принципы модели динамической загрузки кода. В следующей статье будет рассмотрена реализация собственного загрузчика классов, как основного механизма приложения с плагино-модульной архитектурой.

Введение

Любой класс (экземпляр класса java.lang.Class в среде и .class файл в файловой системе), используемый в среде исполнения был так или иначе загружен каким-либо загрузчиком в Java. Для того, чтобы получить загрузчик, которым был загружен класс А, необходимо воспользоваться методом A.class.getClassLoader().

Классы загружаются по мере надобности, за небольшим исключением. Некоторые базовые классы из rt.jar (java.lang.* в частности) загружаются при старте приложения. Классы расширений ($JAVA_HOME/lib/ext), пользовательские и большинство системных классов загружаются по мере их использования.

Виды загрузчиков

Различают 3-и вида загрузчиков в Java. Это — базовый загрузчик (bootstrap), системный загрузчик (System Classloader), загрузчик расширений (Extension Classloader).

Bootstrap — реализован на уровне JVM и не имеет обратной связи со средой исполнения. Данным загрузчиком загружаются классы из директории $JAVA_HOME/lib. Т.е. всеми любимый rt.jar загружается именно базовым загрузчиком. Поэтому, попытка получения загрузчика у классов java.* всегда заканчиватся null’ом. Это объясняется тем, что все базовые классы загружены базовым загрузчиком, доступа к которому из управляемой среды нет.

Управлять загрузкой базовых классов можно с помощью ключа -Xbootclasspath, который позволяет переопределять наборы базовых классов.

System Classloader — системный загрузчик, реализованный уже на уровне JRE. В Sun JRE — это класс sun.misc.Launcher$AppClassLoader. Этим загрузчиком загружаются классы, пути к которым указаны в переменной окружения CLASSPATH.

Управлять загрузкой системных классов можно с помощью ключа -classpath или системной опцией java.class.path.

Extension Classloader — загрузчик расширений. Данный загрузчик загружает классы из директории $JAVA_HOME/lib/ext. В Sun JRE — это класс sun.misc.Launcher$ExtClassLoader.

Управлять загрузкой расширений можно с помощью системной опции java.ext.dirs.

Понятия

Различают текущий загрузчик (Current Classloader) и загрузчик контекста (Context Classloader).

Current Classloader — это загрузчик класса, код которого в данный момент исполняется. Текущий загрузчик используется по умолчанию для загрузки классов в процессе исполнения. В часности, при использовании метода Class.forName(«»)/ClassLoader.loadClass(«») или при любой декларации класса, ранее не загруженного.

Context Classloader — загрузчик контекста текущего потока. Получить и установить данный загрузчик можно с помощью методов Thread.getContextClassLoader()/Thread.setContextClassLoader(). Загрузчик контекста устанавливается автоматически для каждого нового потока. При этом, используется загрузчик родительского потока.

Модель делегирования загрузки

Начиная с версии Java 2 Platform, Standard Edition, v1.2 загрузчики классов образуют иерархию. Корневым является базовый (у него предка нет). Все остальные загрузчики при инициализации инстанциируют ссылку на родительский загрузчик. Такая иерархия необходима для модели делегирования загрузки. В общем случа, иерархия выглядит следующим образом.

Право загрузки класса рекурсивно делегируется от самого нижнего загрузчика в иерархии к самому верхнему. Такой подход позволяет загружать классы тем загрузчиком, который максимально близко находится к базовому. Так достигается максимальная область видимости классов. Под областью видимости подразумевается следующее. Каждый загрузчик ведет учет классов, которые были им загружены. Множество этих классов и назвается областью видимости.

Рассмотрим процесс загрузки более детально. Пусть в систем исполнения встретилась декларация переменной пользовательского класс Student.

1) Системный загрузчик попытается поискать в кеше класс Student.
_1.1) Если класс найден, загрузка окончена.
_1.2) Если класс не найден, загрузка делегируется загрузчику расширений.
2) Загрузчик расширений попытается поискать в кеше класс Student.
_2.1) Если класс найден, загрузка окончена.
_2.2) Если класс не найден, загрузка делегируется базовому загрузчику.
3) Базовый загрузчик попытается поискать в кеше класс Student.
_3.1) Если класс найден, загрузка окончена.
_3.2) Если класс не найден, базовый загрузчик попытается его загрузить.
__3.2.1) Если загрузка прошла успешно, она закончена 😉
__3.2.2) Иначе управление предается загрузчику раширений.
_3.3) Загрузчик расширений пытается загрузить класс.
__3.3.1) Если загрузка прошла успешно, она закончена 😉
__3.3.2) Иначе управление предается системному загрузчику.
_3.4) Системный загрузчик пытается загрузить класс.
__3.4.1) Если загрузка прошла успешно, она закончена 😉
__3.4.2) Иначе генерируется исключение java.lang.ClassNotFoundException.

Если в системе присутствуют пользовательские загрузчики, они должны
а) расширять класс java.lang.ClassLoader;
б) поддерживать модель динамической загрузки.

Inside

Запустим простейшее приложениие с ключем -verbose:class.

public static void main( String args[]) C c = new C();
B b = new B();
A a = new A();
>
>

* This source code was highlighted with Source Code Highlighter .

Вывод показывает, что классы были загружены не в том порядке в котором были использованы. Это обусловлено наследованием.

[Loaded Main from file:/C:/devel/CL/bin/]
[Loaded A from file:/C:/devel/CL/bin/]
[Loaded B from file:/C:/devel/CL/bin/]
[Loaded C from file:/C:/devel/CL/bin/]

Источник