java Class Loader

1. 从一个简单小实验开始：

(1) Eclipse下建一简单Java project，写一个简单程序，如下：

Java代码  

1. package com.javaeye.loader;   
2.   
3. public class URLClassLoaderTest {   
4.     public void show() {   
5.         System.out.println("I am running...");   
6.     }   
7. }  

package com.javaeye.loader;public class URLClassLoaderTest {public void show() {System.out.println("I am running...");}}

 

(2) 到项目对应bin/com/javaeye/loader下找到URLClassLoaderTest.class文件，将此文件保存，然后删除整个project；

(3) 在磁盘任何位置建立文件夹com，在com里建立javaeye，在javaeye里建立loader，我建在C盘java目录下，建立完成后将(2)中保存的URLClassLoaderTest.class文件拷贝到其中，如下：

(4) 在非本地Apache Server上任何位置建立文件夹com，在com里建立javaeye，在javaeye里建立loader文件夹，完成后将(2)中保存的URLClassLoaderTest.class文件拷贝到其中，我的非本地计算机IP为192.168.66.250，系统为Linux Redhat， 建立完成后我们可以访问如下图：

 (5) 给出两端端测试代码：

 

Java代码  

1.                @Test  
2. public void testInWeb() throws Exception{   
3.     URL[] urls = new URL[]{new URL("http://192.168.66.250/root/java/")};   
4.     URLClassLoader loader = new URLClassLoader(urls);   
5.     Class clas = loader.loadClass("com.javaeye.loader.URLClassLoaderTest");   
6.     Method m = clas.getMethods()[0];   
7.     Object o = clas.newInstance();   
8.     m.invoke(o);   
9. }   
10. @Test  
11. public void testInFileSystem() throws Exception{   
12.     URL[] urls = new URL[]{new URL("file:/C:/java/")};   
13.     URLClassLoader loader = new URLClassLoader(urls);   
14.     Class clas = loader.loadClass("com.javaeye.loader.URLClassLoaderTest");   
15.     Method m = clas.getMethods()[0];   
16.     Object o = clas.newInstance();   
17.     m.invoke(o);   
18. }  

                @Testpublic void testInWeb() throws Exception{URL[] urls = new URL[]{new URL("http://192.168.66.250/root/java/")};URLClassLoader loader = new URLClassLoader(urls);Class clas = loader.loadClass("com.javaeye.loader.URLClassLoaderTest");Method m = clas.getMethods()[0];Object o = clas.newInstance();m.invoke(o);}@Testpublic void testInFileSystem() throws Exception{URL[] urls = new URL[]{new URL("file:/C:/java/")};URLClassLoader loader = new URLClassLoader(urls);Class clas = loader.loadClass("com.javaeye.loader.URLClassLoaderTest");Method m = clas.getMethods()[0];Object o = clas.newInstance();m.invoke(o);}

 分别运行两端代码他们输出结果都是:

Java代码 

1. I am running...  

I am running...

 分析：

      为什么会出现上述运行结果，很明显是因为com.learn.loader.URLClassLoaderTest对象被加载到内存，此对象中的show方法被执行；

思考：

      Java 语言由于在 Java 虚拟机 (JVM) 上运行而显得与众不同，之所以与众不同是因为Java中已编译的程序是一种特殊的、独立于平台的格式，并非依赖于它们所运行的机器。在很大程度上，这种格式不同于传统的可执行程序格式。与 C 或 C++ 编写的程序不同，Java 程序并不是一个可执行文件，而是由许多独立的类文件组成，每一个文件对应于一个 Java 类。此外，这些类文件并非立即全部都装入内存，而是根据程序需要装入内存。ClassLoader 是 JVM 中将类装入内存的工具。

 

2.jvm classLoader architecture

同样给出一个例子代码：

Java代码  

1. public void testClassLoader2() throws Exception{   
2.         URL[] urls = new URL[]{new URL("http://192.168.66.250/root/java/")};   
3.         URLClassLoader loader = new URLClassLoader(urls);   
4.         System.out.println(loader.getClass());   
5.         System.out.println(loader.getParent().getClass());   
6.         System.out.println(loader.getParent().getParent().getClass());   
7.         System.out.println(loader.getParent().getParent().getParent());   
8.     }  

public void testClassLoader2() throws Exception{URL[] urls = new URL[]{new URL("http://192.168.66.250/root/java/")};URLClassLoader loader = new URLClassLoader(urls);System.out.println(loader.getClass());System.out.println(loader.getParent().getClass());System.out.println(loader.getParent().getParent().getClass());System.out.println(loader.getParent().getParent().getParent());}

 

运行结果如下：

Java代码  

1. class java.net.URLClassLoader   
2. class sun.misc.Launcher$AppClassLoader   
3. class sun.misc.Launcher$ExtClassLoader   
4. null  

class java.net.URLClassLoaderclass sun.misc.Launcher$AppClassLoaderclass sun.misc.Launcher$ExtClassLoadernull

 

要解释这个运行结果需要说明jvm classloader 结构，如下图：

 如图所示,为了实现java安全沙箱模型顶层的类加载器安全机制, java默认采用了 " 双亲委派的加载链 " 结构，图中分为四层。和我们上面运行结果是一一对应的

      最底层：User Custom ClassLoader/用户自定义类加载器(java.lang.ClassLoader的子类) ，在程序运行期间, 通过java.lang.ClassLoader的子类动态加载class文件, 体现java动态实时类装入特性。显然java.net.URLClassLoader属于此层；

      AppClassLoader层：System ClassLoader/系统类加载器，主要负责java -classpath/-Djava.class.path所指的目录下的类与jar包装入工作。java.lang.ClassLoader.getSystemClassLoader()可以得到他，上述sun.misc.Launcher$AppClassLoader属于此层；

      ExtClassloader层：Extension ClassLoader/扩展类加载器，主要负责jdk_home/lib/ext目录下的jar包或 -Djava.ext.dirs 指定目录下的jar包装入工作，sun.misc.Launcher$ExtClassLoader属于此层；

      最顶层：Bootstrap ClassLoader/启动类加载器，主要负责jdk_home/lib目录下的核心 api 或 -Xbootclasspath 选项指定的jar包装入工作，为什么对应这层输出为null？是因为Bootstrap是用C++编写的，我们在Java中看不到它，是null；