向高手請教ant構建工具的類裝載器問題
問題概述：每個ClassLoader本身只能分別加載特定位置和目錄中的類，但是，ClassLoader被設計成了一種委托模式，使得某一個ClassLoader可以委托它的父級類裝載器去加載類，從而讓應用程序可以借助某一個子級的ClassLoader去多個位置和目錄中進行類的加載。這就好比“兒子”除了可以花自己的錢，他還可以花“父親”的錢，“父親”又可以花“父親的父親”的錢，所以，最終能通過“兒子”花出去的錢包括他歷代前輩的錢。類裝載器一級級委托到BootStrap類加載器，當BootStrap無法加載當前所要加載的類時，然后才一級級回退到子孫類裝載器去進行真正的加載。當回退到最初的類裝載器時，如果它自己也不能完成類的裝載，那就應報告ClassNotFoundException異常。
現在的問題是，我編寫了一個類裝載器去加載特定目錄中的類，使用java.exe測試這個類加載器時，測試結果完全正常，可以看到委托效果。而我使用ant工具去調用測試程序時，結果就有點問題了，我編寫的類裝載器似乎并沒有委托其父級類加載器去加載類，而總是自己加載。由于本人才學疏淺，且實在沒有精力去研究ant工具的源碼，無法了解其類加載內部細節，現在特針對這個問題，向真正的java高手們請教。為了便于高手們快速了解我的問題所在，也便于一些中手們學習，我寫出了詳細的實驗步驟，對于java新手，建議不要參與討論了，免得我耽誤了您寶貴時間。
1.源程序:MainClass.java
源程序:AuxiliaryClass.java
2.源文件及build結果文件的目錄結構
3.build.xml文件內容
4.進入project目錄中運行ant，執行結果正常，如下：
5.修改build.xml文件，將最后名稱為“run”的target（執行目標）修改成如下形式，即不設置其中的＜classpath＞子元素。
再次執行ant，將報告如下錯誤信息：
在執行ant的命令行窗口中設置classpath環境變量：
再次執行ant，執行結果正常，如下：
這個實驗說明CLASSPATH環境變量對ant起了作用，并且在這種情況下，類的加載入器不再是 org.apache.tools.ant.loader.AntClassLoader2，而是java.net.URLClassLoader。
6.修改build.xml文件，讓ant生成的AuxiliaryClass.class文件與MainClass文件位于不同的目錄中，即結果目錄如下：
修改后的build.xml文件內容如下：
因為第一個javac任務編譯MainClass.java時，也會編譯它引用的AuxiliaryClass.java文件，所以，增加了delete任務刪除掉生成的AuxiliaryClass.class文件，然后再使用一個javac任務將AuxiliaryClass.java編譯到另外一個目錄中。java任務中也增加了一個＜arg＞子元素，用于為java虛擬機傳遞參數，在這一步暫時不需要這個元素，在下一步的實驗中將使用這個元素。
再次執行ant，將報告如下錯誤信息：
在執行ant的命令行窗口中設置classpath環境變量，將編譯后生成的AuxiliaryClass.class類所在的目錄也加入進CLASSPATH環境變量中：
再次執行ant，執行結果正常，如下：
這個實驗再次說明CLASSPATH環境變量對ant起了作用，將AuxiliaryClass.class放在了classpath環境變量指定的另外一個目錄中，也可以被ant工具的java任務裝載。
7.修改MainClass.java文件，讓其擴展成一個類裝載器，專門負責從一個特定的目錄中去加載類。MainClass同時也作為一個啟動運行類，在其main方法中通過MainClass這個類裝載器加載AuxiliaryClass類。
源程序:MainClass.java
按如下方式執行ant命令，其中第一個參數為要加載的類，第二個參數為到哪個目錄中去加載如類。
命令執行的結果為：
從第一行打印的內容上可以看到：AuxiliaryClass類的類裝載器為MainClass。這個結果與我的預期不同，因為按照類加載器的委托機制，MailClass類加載器將先委托其父級類裝載器AppClassLoader加載AuxiliaryClass，而AuxiliaryClass所在的目錄f:project已經在第6步中加入到了Classpath環境變量當中，AppClassLoader可以成功加載AuxiliaryClass，所以，第一行打印出來的類裝載器應該是AppClassLoader。為了印證我的想法，我改用java.exe來執行上面的程序：
執行結果如下：
可見，使用java.exe執行上面的程序時，AuxiliaryClass類的類裝載器確實是MailClass類加載器的父級類加載器AppClassLoader。這就是我這次問題的內容：為什么在ant環境下運行，MailClass類加載器沒有委托其父級類裝載器AppClassLoader加載AuxiliaryClass類，而是自己加載了呢？就這個問題，本人向真正的Java高手們請教？請您幫忙解釋一下原因。
8.為了印證類加載器的委托機制，我們重新設置CLASSPATH環境變量，該環境變量不再包含AuxiliaryClass所在的目錄f:project。
set CLASSPATH=f:projectclasses;
用cd命令進入f:目錄（避免當前目錄的干擾），接著重復執行如下的java命令：
java cn.itcast.MainClass cn.itcast.AuxiliaryClass projectcnitcast
執行結果如下：
可見，這次AuxiliaryClass類的類裝載器是MailClass類，這是因為MailClass類裝載器的父級類加載器AppClassLoader找不到AuxiliaryClass類，加載過程又退回到MailClass類裝載器，MailClass類裝載器從projectcnitcast目錄中成功找到AuxiliaryClass類，所以，這次打印出的類裝載器為MailClass。
現在的問題是，我編寫了一個類裝載器去加載特定目錄中的類，使用java.exe測試這個類加載器時，測試結果完全正常，可以看到委托效果。而我使用ant工具去調用測試程序時，結果就有點問題了，我編寫的類裝載器似乎并沒有委托其父級類加載器去加載類，而總是自己加載。由于本人才學疏淺，且實在沒有精力去研究ant工具的源碼，無法了解其類加載內部細節，現在特針對這個問題，向真正的java高手們請教。為了便于高手們快速了解我的問題所在，也便于一些中手們學習，我寫出了詳細的實驗步驟，對于java新手，建議不要參與討論了，免得我耽誤了您寶貴時間。
1.源程序:MainClass.java
| package cn.itcast; public class MainClass { public static void main(String [] args) { ClassLoader loader = MainClass.class.getClassLoader(); //打印出當前的類裝載器，及該類裝載器的各級父類裝載器 while(loader != null) { System.out.println(loader.getClass().getName()); loader = loader.getParent(); } //加載AuxiliaryClass類 System.out.println(AuxiliaryClass.class.getName()); } } |
源程序:AuxiliaryClass.java
| package cn.itcast; public class AuxiliaryClass {} |
2.源文件及build結果文件的目錄結構
| f:project |__src | |__cn | |__itcast | |__MainClass.java | |__AuxiliaryClass.java |__build.xml |__classes |__cn |__itcast |__MainClass.class |__AuxiliaryClass.class |
3.build.xml文件內容
| ＜project name="antloader" default="run"＞ ＜property name="classes.dir" value="classes" /＞ ＜property name="src.dir" value="src" /＞ ＜target name="init"＞ ＜mkdir dir="${classes.dir}" /＞ ＜/target＞ ＜target name="compile" depends="init"＞ ＜javac destdir="${classes.dir}" ＞ ＜src path="${src.dir}" /＞ ＜/javac＞ ＜/target＞ ＜target name="run" depends="compile"＞ ＜java classname="cn.itcast.MyClassLoader"＞ ＜classpath＞ ＜pathelement location="${classes.dir}"/＞ ＜/classpath＞ ＜/java＞ ＜/target＞ ＜/project＞ |
4.進入project目錄中運行ant，執行結果正常，如下：
| org.apache.tools.ant.loader.AntClassLoader2 sun.misc.Launcher$AppClassLoader sun.misc.Launcher$ExtClassLoader cn.itcast.AuxiliaryClass |
5.修改build.xml文件，將最后名稱為“run”的target（執行目標）修改成如下形式，即不設置其中的＜classpath＞子元素。
| ＜target name="run" depends="compile"＞ ＜java classname="cn.itcast.MyClassLoader"＞ ＜!--classpath＞ ＜pathelement location="${classes.dir}"/＞ ＜/classpath--＞ ＜/java＞ ＜/target＞ |
再次執行ant，將報告如下錯誤信息：
| Could not find cn.itcast.MainClass. Make sure you have it in your classpath at org.apache.tools.ant.taskdefs.ExecuteJava.execute(ExecuteJava.java:170) |
在執行ant的命令行窗口中設置classpath環境變量：
| set CLASSPATH=f:projectclasses; |
再次執行ant，執行結果正常，如下：
| java.net.URLClassLoader sun.misc.Launcher$AppClassLoader sun.misc.Launcher$ExtClassLoader cn.itcast.AuxiliaryClass |
這個實驗說明CLASSPATH環境變量對ant起了作用，并且在這種情況下，類的加載入器不再是 org.apache.tools.ant.loader.AntClassLoader2，而是java.net.URLClassLoader。
6.修改build.xml文件，讓ant生成的AuxiliaryClass.class文件與MainClass文件位于不同的目錄中，即結果目錄如下：
| f:project |__src | |__cn | |__itcast | |__MainClass.java | |__AuxiliaryClass.java |__build.xml |__classes | |__cn | |__itcast | |__MainClass.class |__cn |__itcast |__AuxiliaryClass.class |
修改后的build.xml文件內容如下：
| ＜project name="antloader" default="run"＞ ＜property name="classes.dir" value="classes" /＞ ＜property name="src.dir" value="src" /＞ ＜property name="mainclass" value="cn.itcast.MainClass" /＞ ＜target name="init"＞ ＜mkdir dir="${classes.dir}" /＞ ＜/target＞ ＜target name="compile" depends="init"＞ ＜javac destdir="${classes.dir}" ＞ ＜src path="${src.dir}" /＞ ＜include name="cn/itcast/MainClass.java" /＞ ＜/javac＞ ＜delete file="${classes.dir}/cn/itcast/AuxiliaryClass.class" /＞ ＜javac destdir="." ＞ ＜src path="${src.dir}" /＞ ＜include name="cn/itcast/AuxiliaryClass.java" /＞ ＜/javac＞ ＜/target＞ ＜target name="run" depends="clean,compile"＞ ＜java classname="${mainclass}"＞ ＜!--classpath＞ ＜pathelement location="${classes.dir}"/＞ ＜/classpath--＞ ＜arg line="${arg0} ${arg1}" /＞ ＜/java＞ ＜/target＞ ＜target name="clean"＞ ＜delete dir="${classes.dir}" /＞ ＜/target＞ ＜/project＞ |
因為第一個javac任務編譯MainClass.java時，也會編譯它引用的AuxiliaryClass.java文件，所以，增加了delete任務刪除掉生成的AuxiliaryClass.class文件，然后再使用一個javac任務將AuxiliaryClass.java編譯到另外一個目錄中。java任務中也增加了一個＜arg＞子元素，用于為java虛擬機傳遞參數，在這一步暫時不需要這個元素，在下一步的實驗中將使用這個元素。
再次執行ant，將報告如下錯誤信息：
| Could not find cn.itcast.Auxiliary. Make sure you have it in your classpath at org.apache.tools.ant.taskdefs.ExecuteJava.execute(ExecuteJava.java:170) |
在執行ant的命令行窗口中設置classpath環境變量，將編譯后生成的AuxiliaryClass.class類所在的目錄也加入進CLASSPATH環境變量中：
| set CLASSPATH=f:projectclasses;f:project; |
再次執行ant，執行結果正常，如下：
| java.net.URLClassLoader sun.misc.Launcher$AppClassLoader sun.misc.Launcher$ExtClassLoader cn.itcast.AuxiliaryClass |
這個實驗再次說明CLASSPATH環境變量對ant起了作用，將AuxiliaryClass.class放在了classpath環境變量指定的另外一個目錄中，也可以被ant工具的java任務裝載。
7.修改MainClass.java文件，讓其擴展成一個類裝載器，專門負責從一個特定的目錄中去加載類。MainClass同時也作為一個啟動運行類，在其main方法中通過MainClass這個類裝載器加載AuxiliaryClass類。
源程序:MainClass.java
| package cn.itcast; import java.io.*; public class MainClass extends ClassLoader { private String path = null; public MainClass(String path) { //錯誤檢查省略 this.path = path; } protected Class findClass(String name) throws ClassNotFoundException { try { File f = new File(path,name.substring(name.lastIndexOf('.')+1) + ".class"); FileInputStream fis = new FileInputStream(f); ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream(); int b = 0; while((b=fis.read()) != -1) { bos.write(b); } byte [] buf = bos.toByteArray(); fis.close(); bos.close(); return defineClass(name,buf,0,buf.length); }catch(Exception e) { throw new ClassNotFoundException(name + "is not found!"); } } public static void main(String [] args) throws Exception { Class cls = new MainClass(args[1]).loadClass(args[0]); ClassLoader loader = cls.getClassLoader(); //打印出的動態加載的AuxiliaryClass的類裝載器，及該類裝載器的各級父類裝載器 while(loader != null) { System.out.println(loader.getClass().getName()); loader = loader.getParent(); } } } |
按如下方式執行ant命令，其中第一個參數為要加載的類，第二個參數為到哪個目錄中去加載如類。
| ant -Darg0=cn.itcast.AuxiliaryClass -Darg1=cnitcast |
命令執行的結果為：
| cn.itcast.MainClass sun.misc.Launcher$AppClassLoader sun.misc.Launcher$ExtClassLoader |
從第一行打印的內容上可以看到：AuxiliaryClass類的類裝載器為MainClass。這個結果與我的預期不同，因為按照類加載器的委托機制，MailClass類加載器將先委托其父級類裝載器AppClassLoader加載AuxiliaryClass，而AuxiliaryClass所在的目錄f:project已經在第6步中加入到了Classpath環境變量當中，AppClassLoader可以成功加載AuxiliaryClass，所以，第一行打印出來的類裝載器應該是AppClassLoader。為了印證我的想法，我改用java.exe來執行上面的程序：
| java cn.itcast.MainClass cn.itcast.AuxiliaryClass cnitcast |
執行結果如下：
| sun.misc.Launcher$AppClassLoader sun.misc.Launcher$ExtClassLoader |
可見，使用java.exe執行上面的程序時，AuxiliaryClass類的類裝載器確實是MailClass類加載器的父級類加載器AppClassLoader。這就是我這次問題的內容：為什么在ant環境下運行，MailClass類加載器沒有委托其父級類裝載器AppClassLoader加載AuxiliaryClass類，而是自己加載了呢？就這個問題，本人向真正的Java高手們請教？請您幫忙解釋一下原因。
8.為了印證類加載器的委托機制，我們重新設置CLASSPATH環境變量，該環境變量不再包含AuxiliaryClass所在的目錄f:project。
set CLASSPATH=f:projectclasses;
用cd命令進入f:目錄（避免當前目錄的干擾），接著重復執行如下的java命令：
java cn.itcast.MainClass cn.itcast.AuxiliaryClass projectcnitcast
執行結果如下：
| cn.itcast.MainClass sun.misc.Launcher$AppClassLoader sun.misc.Launcher$ExtClassLoader |
可見，這次AuxiliaryClass類的類裝載器是MailClass類，這是因為MailClass類裝載器的父級類加載器AppClassLoader找不到AuxiliaryClass類，加載過程又退回到MailClass類裝載器，MailClass類裝載器從projectcnitcast目錄中成功找到AuxiliaryClass類，所以，這次打印出的類裝載器為MailClass。