类加载器初步学习

    近期学习java的classloader(类加载器)，有必要记录下，好记性不如烂笔头，这里略去代码测试部分，纯粹记录脑中所想，如有纰漏、错误请大家及时提出，也是帮我提高。

 

系统类加载器：

  当java虚拟机(jvm.dll)启动后，会创建三个类加载器BootStrapClassLoader、ExtClassLoader、AppClassLoader，它们是java虚拟机的一部分，一直逗留在内存中，直到java虚拟机终止才会在内存中消失，它们都有自己的管辖目录范围，在管辖内寻找类(.class文件)来加载。

BootStrapClassLoader：c++编写，在java中表现形式为null。

ExtClassLoader：java编写，源代码在sun.misc.Launcher类中，它是一个内部类。

AppClassLoader：java编写，源代码也在sun.misc.Launcher类中，它也是一个内部类。

简单理解，ExtClassLoader和AppClassLoader被设计成单例模式，在内存中分别只有一个对象。

 

用户创建类加载器：

  用java编写的类加载器都要直接或者间接继承类java.lang.ClassLoader，包括用户(用户指程序员)自己编写的，也包括系统类加载器ExtClassLoader和AppClassLoader。

•   父子委托模式是在java.lang.ClassLoader中的loadClass方法描述的，ExtClassLoader和AppClassLoader在加载类的时候也会调用loadClass方法。具体代码如下：

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException {
        synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
            // First, check if the class has already been loaded
            Class c = findLoadedClass(name);
            if (c == null) {
                long t0 = System.nanoTime();
                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.
                    long t1 = System.nanoTime();
                    c = findClass(name);
                // this is the defining class loader; record the stats
                sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
                }
            }
            if (resolve) {
                resolveClass(c);
            }
            return c;
        }
    }

• java.lang.ClassLoader的构造函数可以用来设置加载器的父亲(parent),不带参数的构造函数会自动把AppClassLoader设置为parent,带参数的构造函数可以根据参数设置parent，子类最好覆盖java.lang.ClassLoader的构造函数，下面是java.lang.ClassLoader的构造函数：

    protected ClassLoader() {
        this(checkCreateClassLoader(), getSystemClassLoader());
    }

    protected ClassLoader(ClassLoader parent) {
        this(checkCreateClassLoader(), parent);
    }

  具体细节查看javadoc或者sourcecode.

 

• 按javadoc中描述，继承java.lang.ClassLoader后需要覆盖findClass方法，实现具体的加载类的过程，用户编写的类加载器也可以有自己的管辖目录范围，可以在覆盖findClass方法时定义。
• java.net.URLClassLoader 是系统API提供的可直接使用的类加载器，它继承了java.lang.ClassLoader,也覆盖了构造函数，也覆盖了findClass方法。 ExtClassLoader和AppClassLoader都是继承了java.net.URLClassLoader来扩展自己的功能的。
• 绕开父子委托模式  我个人简单认为可以把parent设置成null或者直接使用findClass方法，避免使用直接继承类java.lang.ClassLoader的loadClass方法。

类加载器有两种，一种是系统类加载器(在内存中只有一份)，另一种是用户自己定义类加载器(在内存中可以有很多份，根据new的次数)。

 

class文件在内存中的形态：

    同一个class文件可以被不同的类加载器对象加载，每个类加载器对象只能对它加载一次（如果用loadClass方法的话）。这样看来class文件在内存中可能会有很多份，每一份都是一个class对象，大家都知道在new的时候就是根据这个class对象为模板创建对象的，当内存里有很多class对象的时候，new的时候会根据系统类加载器(BootStrapClassLoader、ExtClassLoader、AppClassLoader)加载的那个class对象为模板创建对象，效果和其他份class对象的newInstance()一样。class对象newInstance()的时候返回一个Object对象，如果对它向下转型为具体类的时候可能会出现奇怪的现象，见 http://www.iteye.com/problems/77669  在向下转型的时候，对比的是class对象是否相等，不同的类加载器加载的class对象是不同的，是各占一个内存空间的，所以出现连接中的问题。

 

    上面的内容都是根据现象推出来的，还没有足够的证据支持，下一步继续学习jvm规范，希望能找到依据，内部实现机制还是很多不了解。