Java能不能本身寫一個類以java.lang 開頭的類

最近在整理一下日記資料。

日記記錄到比不上網上這篇全，轉過來了，摘自：http://www.bkjia.com/ASPjc/943121.html

能不能本身寫個類叫java.lang.System？

網上提供的答案：一般不能夠，但能夠採起另類方法達到這個需求。所謂的另類方法指本身寫個類加載器來加載java.lang.System達到目的。

首先代表下個人觀點。上述答案徹底是誤導讀者，是不正確的答案。我就納悶了網上怎麼把這種徹底不正確的搜索結果排在前面，並且幾乎搜到的都是這種不正確的答案。可能不少不明真相的朋友就這麼被誤導了，因此仍是但願你們對網上的內容先持懷疑態度爲好。下面詳細說明爲何。

首先，摘抄網上錯誤答案的詳細解釋

「爲了避免讓咱們寫System類，類加載採用委託機制，這樣能夠保證爸爸們優先，爸爸們能找到的類，兒子就沒有機會加載。而System類是Bootstrap加載器加載的，就算本身重寫，也老是使用Java系統提供的System，本身寫的System類根本沒有機會獲得加載。
可是，咱們能夠本身定義一個類加載器來達到這個目的，爲了不雙親委託機制，這個類加載器也必須是特殊的。因爲系統自帶的三個類加載器都加載特定目錄下的類，若是咱們本身的類加載器放在一個特殊的目錄，那麼系統的加載器就沒法加載，也就是最終仍是由咱們本身的加載器加載。」

而後，說明下上面解釋中提到的一些概念

類加載器可分爲兩類：一是啓動類加載器(Bootstrap ClassLoader)，是C++實現的，是JVM的一部分；另外一種是其它的類加載器，是Java實現的，獨立於JVM，所有都繼承自抽象類java.lang.ClassLoader。jdk自帶了三種類加載器，分別是啓動類加載器（Bootstrap ClassLoader），擴展類加載器（Extension ClassLoader），應用程序類加載器（Application ClassLoader）。後兩種加載器是繼承自抽象類java.lang.ClassLoader。關於這三種加載器各自的做用這裏不作詳細說明，有興趣的能夠本身瞭解下。

類加載器是有層次的

通常是： 自定義類加載器  >> 應用程序類加載器  >> 擴展類加載器  >> 啓動類加載器

上面的層次關係被稱爲雙親委派模型(Parents Delegation Model)。除了最頂層的啓動類加載器外，其他的類加載器都有對應的父類加載器。

再簡單說下雙親委託機制：若是一個類加載器收到了類加載的請求，它首先不會本身嘗試去加載這個類，而是把這個請求委派給父類加載器，每個層次的類加載器都是加此，所以全部的加載請求最終到達頂層的啓動類加載器，只有當父類加載器反饋本身沒法完成加載請求時（指它的搜索範圍沒有找到所需的類），子類加載器纔會嘗試本身去加載。

再回去看下解釋內容，我相信前面的部分你們應該很看懂了，也沒什麼大問題。最後的若是部分「若是咱們本身的類加載器放在一個特殊的目錄，那麼系統的加載器就沒法加載，也就是最終仍是由咱們本身的加載器加載。」 我就不明白因此了，邏輯徹底不通。我想它的本意多是，將本身的java.lang.System類放置在特殊目錄，而後系統自帶的加載器沒法加載，這樣最終仍是由咱們本身的加載器加載（由於咱們本身的加載器知道其所在的特殊目錄）。這種說法好像邏輯上沒有問題，那麼咱們就來實驗下了。

代碼驗證

測試類結構及內容以下：

public class MyClassLoader extends ClassLoader{
    
    public MyClassLoader() {
        super(null);
    }
    
    @Override
    public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        try{
            String className = null;
            if(name.startsWith("java.lang")){
                className = "/" + name.replace('.', '/') + ".class";
            }else{
                className = name.substring(name.lastIndexOf('.') + 1) + ".class";
            }
            System.out.println(className);
            InputStream is = getClass().getResourceAsStream(className);
            System.out.println(is);
            if(is == null)
                return super.loadClass(name);
            
            byte[] b = new byte[is.available()];
            is.read(b);
            return defineClass(name, b, 0, b.length);
        }catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            throw new ClassNotFoundException();
        }
    }
}

public class ClassLoaderTest {

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException {
        ClassLoader myLoader = new MyClassLoader();
        Object obj = myLoader.loadClass("java.lang.Math").newInstance();
        System.out.println(obj);
    }
    
}

public final class Math {
    
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("hello world");
    }
}

public class MyMath {
    
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("hello world");
    }
}

上面的測試代碼沒用自定義java.lang.System類，由於測試代碼用到了JDK自帶的System類進行輸出打印，會衝突，因此改用爲自定義的java.lang.Math類。若是自定義的Math類能加載，那麼自定義的System類一樣能加載。

咱們先直接運行下Math類，輸出以下：

java.lang.NoSuchMethodError: main
Exception in thread "main" 

提示Math類沒有main方法。首先你們要明白一個概念，當類首次主動使用時，必須進行類的加載，這部分工做是由類加載器來完成的。根據雙親委託原則，Math類首先由啓動類加載器去嘗試加載，很顯然，它找到rt.jar中的java.lang.Math類並加載進內存（並不會加載咱們自定義的Math類），而後執行main方法時，發現不存在該方法，因此報方法不存在錯誤。也就是說，默認狀況下JVM不會加載咱們自定義的Math類。

再直接運行MyMath類，輸出以下：

java.lang.SecurityException: Prohibited package name: java.lang
at java.lang.ClassLoader.preDefineClass(ClassLoader.java:479)
at java.lang.ClassLoader.defineClassCond(ClassLoader.java:625)
at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:615)
at java.security.SecureClassLoader.defineClass(SecureClassLoader.java:141)
at java.net.URLClassLoader.defineClass(URLClassLoader.java:283)
at java.net.URLClassLoader.access$000(URLClassLoader.java:58)
at java.net.URLClassLoader$1.run(URLClassLoader.java:197)
at java.security.AccessController.doPrivileged(Native Method)
at java.net.URLClassLoader.findClass(URLClassLoader.java:190)
at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:306)
at sun.misc.Launcher$AppClassLoader.loadClass(Launcher.java:301)
at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:247)
Exception in thread "main" 

注意紅色部分的內容。由堆棧異常信息可知道，當應用程序類加載器類（AppClassLoader）嘗試加載MyMath類時，ClassLoader.java的479行拋出了SecurityException

禁止使用包名：java.lang。

直接查看抽象類java.lang.ClassLoader的preDefineClass方法代碼，摘抄以下：

    private ProtectionDomain preDefineClass(String name,
					    ProtectionDomain protectionDomain)
    {
	if (!checkName(name))
	    throw new NoClassDefFoundError("IllegalName: " + name);

	if ((name != null) && name.startsWith("java.")) {
	    throw new SecurityException("Prohibited package name: " +
					name.substring(0, name.lastIndexOf('.')));
	}
	if (protectionDomain == null) {
	    protectionDomain = getDefaultDomain();
	}

	if (name != null)
	    checkCerts(name, protectionDomain.getCodeSource());

	return protectionDomain;
    }

能夠看到若是加載的類全名稱以「java.」開頭時，將會拋出SecurityException，這也是爲何直接執行MyMath類會出現SecurityException。

照這樣，咱們自定義的類加載器必須繼承自ClassLoader，其loadClass()方法裏調用了父類的defineClass()方法，並最終調到preDefineClass()方法，所以咱們自定義的類加載器也是不能加載以「java.」開頭的java類的。咱們繼續運行下ClassLoaderTest類，輸出以下：

/java/lang/Math.class
sun.net.www.protocol.jar.JarURLConnection$JarURLInputStream@a981ca
java.lang.SecurityException: Prohibited package name: java.lang
at java.lang.ClassLoader.preDefineClass(ClassLoader.java:479)
at java.lang.ClassLoader.defineClassCond(ClassLoader.java:625)
at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:615)
at java.lang.ClassLoader.defineClass(ClassLoader.java:465)
at com.tq.MyClassLoader.loadClass(MyClassLoader.java:28)
at com.tq.ClassLoaderTest.main(ClassLoaderTest.java:8)
Exception in thread "main" java.lang.ClassNotFoundException
at com.tq.MyClassLoader.loadClass(MyClassLoader.java:31)
at com.tq.ClassLoaderTest.main(ClassLoaderTest.java:8)

紅色部分清楚代表，也是在preDefineClass方法中拋出的SecurityException。

經過代碼實例及源碼分析能夠看到，對於自定義的類加載器，強行用defineClass()方法去加載一個以"java."開頭的類也是會拋出異常的。

總結

不能本身寫以"java."開頭的類，其要麼不能加載進內存，要麼即便你用自定義的類加載器去強行加載，也會收到一個SecurityException。

碼字不易，源頭來自http://blog.csdn.net/tang9140。

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