ClassLoader浅析

类加载的方式有2种。

l  显示类加载

ClassLoader.loadClass()（使用指定的Classloader进行装载）

Class.forName()（使用当前类的Caller Classloader进行装载）

l  隐示类加载（发生在由于引用、实例化或继承导致需要装载类的时候。隐式类装载是在幕后启动的，JVM会解析必要的引用并装载类。）

 

Classloader可能先显式地装载一个类，然后再隐式地装载它引用的其它类。

从类装载方式的描述中我们可以看到， 只有在显式的调用方法或者实例化、引用、继承一个类时，类才真正被装载 。由此，我们可以知道，import并不会导致类装载，以及，在一个类实例化之前，调用它的静态方法，会导致这个类和它的父类、实现的接口和相关的静态成员的类会被装载，而它的成员变量的类却不会被装载

ClassLoader中有个ClassLoader类型的parent的属性，表示需要loadClass的时候先找parent加载。

这跟职责链模式有点类似，职责链是自己处理不了就交给下一个处理器处理。而在ClassLoader中，是先找到自己的parent加载类，递归地找到最高层次的parent，如果不成功，再让本ClassLoader进行类加载。如果parent为null，则认为是JVM中的BootStrapClassLoader。

在JVM启动后，类的加载方式有2种，一种是预先加入（pre-loading），另外一种是按需载入（load-on-demand）。

 

 

如图，在JVM启动以后首先启动BootStrapClassLoader，BootStrapClassLoader开始加载核心API类，在加载sun.misc下的Launcher.java以后加载2个内部类。

第一个是ExtClassLoader，负责把Java的扩展库载入。同时将ExtClassLoader的parent设为null，也就是BootStrapClassLoader。

第二个是AppClassLoader，负责把CLASSPATH路径下的类库和用户自定义类加载到内存中。其parent是ExtClassLoader。

 

 

类的加载器可以用Class.getClassLoader()方法来获得。如下示例：

 

System.out.println(App.class.getClassLoader());//App是自定义类
System.out.println(String.class.getClassLoader());

 

返回结果是：

 

sun.misc.Launcher$AppClassLoader@19821f
null

 

 

数组类的Class对象不是由类加载器创建的，而是由Java运行时根据需要自动创建。如果是基本数据类型，则没有类加载器。

自定义的ClassLoader可以继承URLClassLoader或ClassLoader。当继承ClassLoader重写findClass()方法，parent会相应是AppClassLoader-->ExtClassLoader-->BootStrapClassLoader。

只有在实例化一个类的时候才会被ClassLoader载入，仅仅申明并不会。

ClassLoader 中最关键的loadClass()源码： 

protected synchronized Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
			throws ClassNotFoundException {
		// First, check if the class has already been loaded
		Class c = findLoadedClass(name);
		if (c == null) {
			try {
				if (parent != null) {
					c = parent.loadClass(name, false);
				} else {
					c = findBootstrapClassOrNull(name);
				}
			} catch (ClassNotFoundException e) {
				// ClassNotFoundException thrown if class not found
				// from the non-null parent class loader
			}
			if (c == null) {
				// If still not found, then invoke findClass in order
				// to find the class.
				c = findClass(name);
			}
		}
		if (resolve) {
			resolveClass(c);
		}
		return c;
	}

 

可以看见第一步是先查找该类是否已经加载，如果未加载，查看parent是否为空，不空的话就交给parent处理，空的话就交给 findBootstrapClassOrNull()方法，该方法让BootStrapClassLoader加载类。如果从parent那里加载失败 （抛出异常了），那么就让自己加载类（调用本类被继承的方法findClass()）。之后判断resolve，如果为真就 连接。

说到连接，参考《深入Java虚拟机》。

类装载器子系统除了要定位和导入二进制文件外，还必须确认验证被导入类的正确性，为类变量分配并初始化内存。这些动作的顺序是：1）装载；2）连接：a.验证；b.准备；c.初始化；3）初始化。

 

 

 

装载就是查找并将二进制数据装到虚拟机中。

连接开始时执行验证，验证后就准备，准备的过程是为类变量（静态变量）分配内存并将其初始化为默认值。解析这一步是可选的，是将类型中的符号引用转换为直接引用。之后进行初始化，这时候把类变量初始化为正确的值（有进行引用赋值的情况下）。