深入理解Java虚拟机：类加载器

    类加载器(ClassLoader)用来加载 class字节码到 Java 虚拟机中。一般来说，Java 虚拟机使用 Java 类的方式如下：Java 源文件在经过 Javac之后就被转换成 Java 字节码文件(.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。每一个这样的实例用来表示一个 Java 类。实际的情况可能更加复杂，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。

类与类加载器

    类加载器虽然只用于实现类的加载动作，但是它在 Java 程序中起到的作用却远远不限于类加载阶段。对于任意一个类，都需要由加载它的类加载器和这个类本身一同确定其在 Java 虚拟机中的唯一性，每个类加载器，都拥有一个独立的类名称空间。这句话可以表达得更通俗一些：比较两个类是否 “相等”，只有在这两个类是由同一个类加载器加载的前提下才有意义，否则，即使这两个类来源于相同一个 Class 文件，被同一个虚拟机加载，只要加载他们的类加载器不同，那么这两个类就必定不等。

    这里所指的“相等”包括代表类的Class对象的equal方法、isAssignableFrom()、isInstance()方法及instance关键字返回的结果。

public class ClassLoaderTest {    public static void main(String[] args) throws Exception {        ClassLoader myLoader = new ClassLoader(){            @override            public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFundException {                try{                    String fileName = name.substring(name.lastIndexOf(".") + 1) + ".class";                    InputStream is = getClass().getResourceAsStream(fileName);                    if(is == null)                        return super.loadClass(name);                    byte[] b = new byte[is.available];                    is.read(b);                    return defineClass(name,b,0,b.length);                }catch(IOException e){                    throw new ClassNotFundException();                }            }        };        Object obj = myLoader.loaderClass("com.test.ClassLoaderTest").newInstance();        System.out.println(obj.getClass());        System.out.println(obj instance com.test.ClassLoaderTest);    }}

    运行结果：

class com.test.ClassLoaderTestfalse

类加载器分类

    主要分为Bootstrap ClassLoader、Extension ClassLoader、Application ClassLoader和User Defined ClassLoader。

    启动类加载器(Bootstrap ClassLoader)：

    这个类加载器使用C++语言实现，并非ClassLoader的子类。主要负责加载存放在JAVA_HOME / jre / lib / rt.jar里面所有的class文件，或者被-Xbootclasspath参数所指定路径中以rt.jar命名的文件。

    扩展类加载器(Extension ClassLoader)：

    这个加载器由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader实现，它负责加载AVA_HOME / lib / ext目录中的，或者被java.ext.dirs系统变量所指定的路径中的所有类库。

    应用程序类加载器(Application ClassLoader)：

    这个加载器由sun.misc.Launcher$AppClassLoader实现，它负责加载classpath对应的jar及目录。一般情况下这个就是程序中默认的类加载器。

    自定义类加载器(User Defined ClassLoader)：

    开发人员继承ClassLoader抽象类自行实现的类加载器，基于自行开发的ClassLoader可用于并非加载classpath中(例如从网络上下载的jar或二进制字节码)、还可以在加载class文件之前做些小动作 如：加密等。

双亲委派模型：

    上图中所展示的类加载器之间的这种层次关系，就称为类加载器的双亲委托模型。双亲委托模型要求除了顶层的启动类加载器外，其余的类加载器都应当有自己的父类加载器。这里类加载器之间的父子关系一般不会以继承的关系来实现，而是使用组合关系来复用父加载器的代码。

    双亲委托的工作过程：如果一个类加载器收到了一个类加载请求，它首先不会自己去加载这个类，而是把这个请求委托给父类加载器去完成，每一个层次的类加载器都是如此，因此所有的加载请求最终都应该传送到顶层的启动类加载器中，只有当父类加载器反馈自己无法完成加载请求(它管理的范围之中没有这个类)时，子加载器才会尝试着自己去加载。

    使用双亲委托模型来组织类加载器之间的关系，有一个显而易见的好处就是Java类随着它的类加载器一起具备了一种带有优先级的层次关系，例如java.lang.Object存放在rt.jar之中，无论那个类加载器要加载这个类，最终都是委托给启动类加载器进行加载，因此Object类在程序的各种类加载器环境中都是同一个类，相反，如果没有双亲委托模型，由各个类加载器去完成的话，如果用户自己写一个名为java.lang.Object的类，并放在classpath中，应用程序中可能会出现多个不同的Object类，java类型体系中最基本安全行为也就无法保证。

    双亲委派模型的实现：

protect synchronized Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFUndException{    //首先，检查请求的类是否已经被加载过    Class c = findLoadedClass(name);    if(c == null){        tyr{            if(parent != null){                c = parent.loadClass(name,false);            }else{                c = findBootStrapClassOrNull(name);            }        }catch(ClassNotFundException e){            //如果父类加载抛出 ClassNotFundException            //说明父类加载器无法完成加载请求        }        if(c == null){            //在父类加载器无法加载的时候            //再调用本身的 findClass 方法进行类加载            c = findClass(name);        }    }    if(resolve){        resolveClass(c);    }    return c;}