CLASSLOADER与类的依赖关系

起因：为了排查一个生产环境的问题，需要打印特殊的调试日志。能否做到通过配置，调试的类优先于原有类的载入，回退的时候修改配置即可？

一般的情况下：可以将 CLASSPATH设置成：/opt/lib/debug.jar:/opt/lib/c.jar的时候debug.jar的类优先于c.jar的载入，调试类生效和打印调试日志。CLASSPATH设置成：/opt/lib/c.jar则还原回正式的类。

在多层ClassLoader的情况下，调试类放在ClassPath路径中，c.jar放在子ClassLoader加载路径中，却出了“意外”。为了说明情况，做了一个测试项目。系统载入结构如下：


被载入类Container和Item，Item是Container的成员类

public class Container {
	private Item item=null;
	public Container(){
		println();
		this.item=new Item();
		
	}
	public void println(){
		System.out.println("Container:"+this.getClass().getClassLoader());
	}
}
public class Item {
public Item(){
	println();
}
public void println(){
	System.out.println("Item:"+this.getClass().getClassLoader());
}
}

载入类为StartServer，其关键的载入代码如下：

private void start() {
        try {
        	System.out.println("***************************");
            // Load up the bootstrap container
            final ClassLoader parent = findParentClassLoader();

            String libDirString = System.getProperty("load_dir");

            File libDir;
            if (libDirString != null) {
                libDir = new File(libDirString);
                if (!libDir.exists()) {
                    throw new NullPointerException("dir not exit");
                }
            }
            else {
            		throw new NullPointerException("dir not exit");
            }

            System.out.println("parent is:"+parent.getClass());
            ClassLoader loader = new MYClassLoader(parent, libDir);
            
            Thread.currentThread().setContextClassLoader(loader);
            Class containerClass = loader.loadClass(
                    "Container");
            containerClass.newInstance();
        }
        catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
}

测试结果：

1、Class Item放在AppClassLoader载入，Class Container放在MYClassLoader载入 上述载入正常运行。
E:\javaproject\ws2007\tempProject\bin>java -Dload_dir=E:/javaproject/ws2007/tempProject -cp . StartServer
***************************
parent is:class sun.misc.Launcher$AppClassLoader
file:/E:/javaproject/ws2007/tempProject/c.jar
Container:MYClassLoader@61de33
Item:sun.misc.Launcher$AppClassLoader@19821f



测试结果：2、Class Container放在AppClassLoader载入，Class Item放在MYClassLoader载入  出现NoClassDefFoundError错误
E:\javaproject\ws2007\tempProject\bin>java -Dload_dir=E:/javaproject/ws2007/tempProject -cp . StartServer
***************************
parent is:class sun.misc.Launcher$AppClassLoader
file:/E:/javaproject/ws2007/tempProject/c.jar
Container:sun.misc.Launcher$AppClassLoader@19821f
Exception in thread "main" java.lang.NoClassDefFoundError: Item
        at Container.<init>(Container.java:6)
        at sun.reflect.NativeConstructorAccessorImpl.newInstance0(Native Method)
        at sun.reflect.NativeConstructorAccessorImpl.newInstance(NativeConstructorAccessorImpl.java:39)
        at sun.reflect.DelegatingConstructorAccessorImpl.newInstance(DelegatingConstructorAccessorImpl.java:27)
        at java.lang.reflect.Constructor.newInstance(Constructor.java:513)
        at java.lang.Class.newInstance0(Class.java:355)
        at java.lang.Class.newInstance(Class.java:308)
        at StartServer.start(StartServer.java:48)
        at StartServer.main(StartServer.java:18)

分析：
根据大名鼎鼎的类加载委托规则，ClassLoader 类使用委托模型来搜索类和资源。每个 ClassLoader 实例都有一个相关的父类加载器。需要查找类或资源时，ClassLoader 实例会在试图亲自查找类或资源之前，将搜索类或资源的任务委托给其父类加载器。虚拟机的内置类加载器（称为 "bootstrap class loader"）本身没有父类加载器，但是可以将它用作 ClassLoader 实例的父类加载器。

由于子ClassLoader含有父ClassLoader的引用，并且可以将委托父ClassLoader搜索类和资源，反之则不行。于是在上述第二个测试中，MYClassLoader被显式加载Container，MYClassLoader委托AppClassLoader进行加载该类，AppClassLoader加载Container的时候发现无法加载Item类，其父ClassLoader是ExtClassLoader和Bootstrap ClassLoader当然也无法加载Item类，  因为Item仅出现在MYClassLoader的加载路径中，因而出错。

结论：

父ClassLoader与子ClassLoader加载的类必须有正确的依赖关系，子ClassLoader加载的类可以依赖饮用父ClassLoader加载的类，反之不行，如果需要将一个类移动上父ClassLoader加载则需要将该类依赖的所有类移到同一ClassLoader或者移动到更高层的ClassLoader。

另外，在测试过程中，中了-jar的招，以此纪念。一个可执行的 JAR 必须通过 menifest 文件的头引用它所需要的所有其他从属 JAR。如果使用了 -jar 选项，那么环境变量 CLASSPATH 和在命令行中指定的所有类路径都被 JVM 所忽略。 （http://www-128.ibm.com/developerworks/cn/java/j-jar/index.html）