ClassLoader 심화 — 클래스가 로딩되는 순서와 커스텀 ClassLoader 만들기

Bootstrap ClassLoader (네이티브 코드)
    ↑ 위임
Platform ClassLoader (구 Extension ClassLoader)
    ↑ 위임
Application ClassLoader (구 System ClassLoader)
    ↑ 위임
사용자 정의 ClassLoader

System.out.println(String.class.getClassLoader());
// null (Bootstrap ClassLoader — 네이티브 구현이라 Java에서 null로 표현)

System.out.println(java.sql.Connection.class.getClassLoader());
// jdk.internal.loader.ClassLoaders$PlatformClassLoader

System.out.println(MyApp.class.getClassLoader());
// jdk.internal.loader.ClassLoaders$AppClassLoader

1. 이미 로드된 클래스인지 캐시 확인
2. 캐시에 없으면 → 부모 ClassLoader에게 위임
3. 부모도 못 찾으면 → 자신이 직접 로드 시도
4. 자신도 못 찾으면 → ClassNotFoundException

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
    throws ClassNotFoundException {

    Class<?> c = findLoadedClass(name);       // 1. 캐시 확인
    if (c == null) {
        try {
            if (parent != null) {
                c = parent.loadClass(name, false); // 2. 부모에게 위임
            } else {
                c = findBootstrapClassOrNull(name);
            }
        } catch (ClassNotFoundException e) { }
        if (c == null) {
            c = findClass(name);              // 3. 자신이 직접 로드
        }
    }
    return c;
}

public class Config {
    // 준비 단계: dbUrl = null (기본값)
    // 초기화 단계: dbUrl = "jdbc:mysql://..." (실제 값)
    static String dbUrl = loadFromFile();

    static {
        System.out.println("Config 클래스 초기화됨");
    }
}

ClassLoader loader1 = new URLClassLoader(urls);
ClassLoader loader2 = new URLClassLoader(urls);

Class<?> class1 = loader1.loadClass("com.example.Plugin");
Class<?> class2 = loader2.loadClass("com.example.Plugin");

System.out.println(class1 == class2); // false — 다른 클래스!
System.out.println(class1.getName().equals(class2.getName())); // true — 이름은 같음

Object obj = class1.getDeclaredConstructor().newInstance();
// class2의 타입으로 캐스팅하면 ClassCastException 발생!

public class PluginClassLoader extends ClassLoader {
    private final Path pluginDir;

    public PluginClassLoader(Path pluginDir, ClassLoader parent) {
        super(parent);
        this.pluginDir = pluginDir;
    }

    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        String fileName = name.replace('.', '/') + ".class";
        Path classFile = pluginDir.resolve(fileName);
        try {
            byte[] bytes = Files.readAllBytes(classFile);
            return defineClass(name, bytes, 0, bytes.length);  // ← 바이트 배열 → Class 객체
        } catch (IOException e) {
            throw new ClassNotFoundException(name, e);
        }
    }
}

Path pluginDir = Path.of("/opt/plugins/my-plugin/classes");
PluginClassLoader loader = new PluginClassLoader(pluginDir, getClass().getClassLoader());

Class<?> pluginClass = loader.loadClass("com.example.MyPlugin");
Plugin plugin = (Plugin) pluginClass.getDeclaredConstructor().newInstance();
plugin.execute();

public class EncryptedClassLoader extends ClassLoader {
    private final byte[] key;

    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        String path = name.replace('.', '/') + ".enc";
        try {
            byte[] encrypted = Files.readAllBytes(Path.of("classes", path));
            byte[] decrypted = decrypt(encrypted, key);
            return defineClass(name, decrypted, 0, decrypted.length);
        } catch (IOException e) {
            throw new ClassNotFoundException(name, e);
        }
    }
}

public class HotReloader {
    private ClassLoader currentLoader;
    private Object plugin;

    public void reload() throws Exception {
        currentLoader = null;  // 기존 ClassLoader 참조 해제 (GC 대상)
        plugin = null;

        currentLoader = new PluginClassLoader(
            Path.of("/opt/plugins"), getClass().getClassLoader()
        );
        Class<?> pluginClass = currentLoader.loadClass("com.example.MyPlugin");
        plugin = pluginClass.getDeclaredConstructor().newInstance();
    }
}

부모 ClassLoader: Plugin 인터페이스 로드 (불변)
    ↑
자식 ClassLoader (교체 가능): PluginImpl 클래스 로드

ClassLoader contextCL = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
// 웹 컨테이너가 스레드별로 적절한 ClassLoader를 설정