《深入理解JAVA虚拟机》9.类加载及执行子系统的案例与实践

一、Tomcat：正统的类加载器架构

从图中的委派关系中可以看出：

• CommonClassLoader能加载的类都可以被Catalina ClassLoader和SharedClassLoader使用，从而实现了公有类库的共用。
• CatalinaClassLoader和Shared ClassLoader自己能加载的类则与对方相互隔离。
• WebAppClassLoader可以使用SharedClassLoader加载到的类，但各个WebAppClassLoader实例之间相互隔离。
• JasperLoader的加载范围仅仅是这个JSP文件所编译出来的那一个.Class文件，它出现的目的就是为了被丢弃：当Web容器检测到JSP文件被修改时，会替换掉目前的JasperLoader的实例，并通过再建立一个新的Jsp类加载器来实现JSP文件的HotSwap功能。

WebAppClassLoader

    1.检查我们先前加载的本地类缓存，加载过就不加载了

    2.通过javase 的 ClassLoader检查源码是否有重复类，有的话就通过javaseLoader加载

    3.通过filter方法判断一些特定的类，如果属于特定的类，就通过父加载器加载

    4.剩余的就自己加载，加载失败的通过父类加载（破坏了双亲委派）

如果tomcat的CommonClassLoader想加载 WebAppClassLoader中的类，那么可以使用线程上下文类加载器实现。

 

二、字节码生成技术与动态代理的实现

 

使用Proxy.newProxyInstance(类加载器，类，被代理对象)生成代理对象，可使用参数sun.misc.ProxyGenerator.saveGeneratedFiles=true保存代理后的class文件。源码jdk/src/share/classes/sun/misc下的sun.misc.ProxyGenerator。

 

三、自己动手实现远程执行功能

ByteUtils：主要实现字节数组的操作，如字节数组的的替换。

ClassModifier：实现修改Class字节码，修改常量池的符号引用。

ClassLoader：Java抽象的ClassLoader

HotSwapClassLoader：主要是暴露 ClassLoader的defineClass()。

HackSystem：挟持System，其中out、err替换，其余都转发到System处理。

JavaClassExecuter：执行器，创建ClassModifer修改目标Class byte的System的符号引用为HackSystem，然后使用HotSwapClassLoader加载修改后的类，再使用反射运行该类的main方法，异常信息也输出到 HackSystem，返回HackSystem中的缓存字符串。

 

代码如下：

public class JavaClassExecuter {
    public static String execute(byte[] classByte){
        //清理HackSystem中缓存
        HackSystem.clearBuffer ();
        //创建Class修改器
        ClassModifier cm = new ClassModifier (classByte);
        //修改System符号引用为HackSystem
        byte[] modifyBytes = cm.modifyUTF8Constant ("java/lang/System","javasource/jvm/hotswap/HackSystem");
        //创建类加载器
        HotSwapClassLoader loader = new HotSwapClassLoader ();
        //加载修改后的Class
        Class clazz = loader.loadByte (modifyBytes);
        try {
            //反射调用main方法
            Method method = clazz.getMethod ("main",new Class[]{String[].class});
            method.invoke (null,new String[]{});
        }catch (Exception e){
            //将异常也输出到HackSystem中
            e.printStackTrace (HackSystem.out);
        }
        //返回HackSystem中的缓存内容
        return HackSystem.getBufferString ();
    }
}