Java类加载器初探

 

简介：类加载器(class loader)是Java中的一个很重要的概念。类加载器负责加载Java类的字节代码到Java虚拟机中。本文首先详细介绍了Java类加载器的基本概念，Java虚拟机自带的几种类加载器，以及Java开发中CLASSPATH设置中的一些误区。

类加载器是Java语言的一个创新，也是Java语言流行的重要原因之一。它使得Java类可以被

动态加载到Java虚拟机中并执行。类加载器从JDK1.0就出现了，最初是为了满足Java Applet的需要而开发出来的。Java Applet需要从远程下载Java类文件到浏览器中并执行。现在类加载器在WEB容器和OSGI中得到了广泛的使用。一般来说，Java应用的开发人员不需要直接同类加载器进行交互。Java虚拟机默认的行为就已经足够满足大多数情况的需求了。不过如果遇到了需要与类加载器进行交互的情况，而对类加载器的机会又不是很了解的话，就很容易花大量的时间去调试ClassNotFoundException和NoClassDefFoundError等异常。

类加载器的概念：

顾名思义，类加载器(class loader)用来加载Java类到虚拟机中。一般来说，Java虚拟机使用Java类的方式如下：Java源文件(.java)在经过Java编译器编译之后就被转换成Java字节代码(.class文件)。类加载器负责读取Java字节代码，并转换成java.lang.Class类的一个实例。每个这样的实例用来表示一个Java类。通过实例的newInstance()方法就可以创建出该类的一个对象。实际的情况可能更复杂，比如Java字节代码可能是通过工具动态生成的，也可能是通过网络下载的。

中间可能还经过链接，验证等环节。

Java类加载器的机制：

Java类加载过程采用父亲委托机制，这种机制能更好地保证Java平台的安全。在此委托机制中，除了Java虚拟机自带的根类加载器外，其余的类加载器都只有一个父加载器。当Java程序请求加载器loader1加载Sample类时，loader1首先委托自己的父加载器去加载Sample类，若父加载器能加载，则由父加载器完成加载任务，否则则由加载器loader1本身加载Sample类。

Java虚拟机自带了哪些类加载器？

●根(bootstrap)类加载器：也称为引导类加载器。该加载器没有父加载器，它负责加载虚拟机的核心类型，比如java.lang.*等。在后面的测试代码中看到java.lang.Object就是由根类加载器加载的。更准确地说，根类型器(bootstrap)从系统属性sun.boot.class.path所指定的目录中加载类库。根类加载器的实现依赖于底层操作系统，属性虚拟机的实现的一部分，本身并不是用java写的，可能是c/c++，所以它并没有继承java.lang.ClassLoader类。

●扩展(Exstension)类加载器：它的父加载器为根类加载器。它从java.ext.dirs系统属性所指定的目录中加载类库，如果把用户创建的jar文件放到这个目录下，它也会自动由扩展器加载。扩展类加载器是纯Java类。是java.lang.ClassLoader类的子类。后面会提到ClassPath的设置误区。

●系统(System)类加载器：也称为应用类加载器，它的父加载器为扩展类加载器。它从环境变量classpath或者系统属性java.class.path所指定的目录中加载类，它是用户自定义的类加载器的默认父加载器。如后面提到的Person类。系统类加载器是纯Java类，是java.lang.ClassLoader的子类。

测试与验证

测试

test1:测试jvm自带的几个类加载器

package com.jfans;

public class ClassLoaderTest1 {

public static void main(String[] args) {

     System.out.println(String.class.getClassLoader());//根(引导)类加载器

     System.out.println(Object.class.getClassLoader());//根(引导)类加载器

     System.out.println(Person.class.getClassLoader());//系统类加载器,自定义的Person类

     

     System.out.println(sun.net.spi.nameservice.dns.DNSNameService.class.getClassLoader());

     ClassLoader loader = ClassLoader.getSystemClassLoader();//返回系统类加载器(在虚拟机启动时就会产生)

 System.out.println(loader);

}

}

结果：

null

null

sun.misc.Launcher$AppClassLoader@82ba41

sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@923e30

sun.misc.Launcher$AppClassLoader@82ba41

结果说明：输出为null即表示是根类加载器

test2:返回几个与class loader相关的几个路径

package com.jfans;

public class ClassLoaderTest3 {

public static void main(String[] args) {

String sunBootClassPath = System.getProperty("sun.boot.class.path");

System.out.println("sunBootClassPath: " + sunBootClassPath);

    String javaExtDirs = System.getProperty("java.ext.dirs");

    System.out.println("extDir: " + javaExtDirs);

    String javaClassPath = System.getProperty("java.class.path");

    System.out.println("javaClassPath: " + javaClassPath);

    System.out.println(java.lang.ClassLoader.class.getClassLoader());

}

}

结果：

sunBootClassPath: E:/DevelopmentTools/JDK5.0/Java/jdk1.5.0_05/jre/lib/rt.jar;E:/DevelopmentTools/JDK5.0/Java/jdk1.5.0_05/jre/lib/i18n.jar;E:/DevelopmentTools/JDK5.0/Java/jdk1.5.0_05/jre/lib/sunrsasign.jar;E:/DevelopmentTools/JDK5.0/Java/jdk1.5.0_05/jre/lib/jsse.jar;E:/DevelopmentTools/JDK5.0/Java/jdk1.5.0_05/jre/lib/jce.jar;E:/DevelopmentTools/JDK5.0/Java/jdk1.5.0_05/jre/lib/charsets.jar;E:/DevelopmentTools/JDK5.0/Java/jdk1.5.0_05/jre/classes

extDir: E:/DevelopmentTools/JDK5.0/Java/jdk1.5.0_05/jre/lib/ext

javaClassPath: D:/workspace_job/ClassLoader/bin

说明：测试平台为windows xp,jdk5.0,jdk安装目录为E:/DevelopmentTools/JDK5.0/Java/

说明：rt.jar是由根类加载器加载的，rt为runtime的缩写，里面是核心java类。

Classpath设置的误区：

经常看到一些人和一些Java教材上写设置classpath内容为：.;%JAVA_HOME%/jre/lib/rt.jar；后面可能还接有其它jar。通过上面的理论部分和测试结果可知，rt.jar实际上已经由根类加载器加载了。

所以classpaht中根本没有必要设置%JAVA_HOME%/jre/lib/rt.jar；只需要设置为：.(当前目录)即可。