类加载器ClassLoader

类加载器

与普通程序不同的是，Java程序（class文件）并不是本地的可执行程序。当运行Java程序时，首先运行JVM，然后再把Java class加载到JVM里头运行，负责加载Java class的这部分就叫做Class Loader。

类加载器负责将 .class 文件(可能在磁盘上, 也可能在网络上) 加载到内存中, 并为之生成对应的 java.lang.Class

对象当 JVM 启动时，会形成由三个类加载器组成的初始类加载器层次结构：

BootStrap-->ExtClassLoader-->AppClassLoader

类加载器本生又是一个java对象，每个类加载器负责加载特点位置的类

一般类加载器的加载过程如下：

调用 findLoadedClass() 来查看是否存在已装入的类。

如果没有，那么获取class文件的原始字节。（通过IO从文件系统，来自网络的字节流等）

如果已有原始字节，调用 defineClass() 将它们转换成 Class 对象。

如果没有原始字节，然后调用 findSystemClass() 查看是否从本地文件系统获取类

如果 resolve 参数是 true，那么调用 resolveClass() 解析 Class 对象。

如果还没有类，返回 ClassNotFoundException。 否则，将类返回给调用程序。

三者的关系

Application ClassLoader的Parent是Extension ClassLoader，

而Extension ClassLoader的Parent为Bootstrap ClassLoader。

加载一个类时，首先BootStrap进行寻找，找不到再由Extension ClassLoader寻找，最后才是Application ClassLoader。

bootstrap classloader

bootstrap classloader：引导（也称为原始）类加载器，它负责加载Java的核心类。这个加载器的是非常特殊的，它实际上不是 java.lang.ClassLoader的子类，而是由JVM自身实现的。JVM在启动的时候就自动加载它们,不需要在系统属性CLASSPATH中指定这些类库。

extension classloader

extension classloader －扩展类加载器，它负责加载JRE的扩展目录（JAVA_HOME/jre/lib/ext或者由java.ext.dirs系统属性指定的）中的JAR包。

extension classloader是system classloader的parent，

而bootstrap classloader是extension classloader的parent，

但 bootstrap classloader 不是一个实际的classloader。

system classloader

system classloader － 系统（也称为应用AppClassLoader）类加载器，它负责在JVM被启动时，加载来自在命令java中的-classpath或者java.class.path系统属性或者 CLASSPATH操作系统属性所指定的JAR类包和类路径。

可以通过静态方法ClassLoader.getSystemClassLoader()找到该类加载器。如果没有特别指定，则用户自定义的任何类加载器都将该类加载器作为它的父加载器。

加载器的全盘负责委托机制

classloader 加载类用的是全盘负责委托机制，集中管理，不会相同的多份字节码。

全盘负责：即是当一个classloader加载一个Class的时候，这个Class所依赖的和引用的所有 Class也由这个classloader负责载入，除非是显式的使用另外一个classloader载入委托机制：先让parent（父）类加载器 (而不是super，一直向上直到BootStrap类加载器)寻找，只有在parent找不到的时候才从自己的类路径中去寻找。

类加载还采用了cache机制：如果 cache中保存了这个Class就直接返回它，如果没有才从文件中读取和转换成Class，并存入cache，这就是为什么修改了Class但是必须重新启动JVM才能生效的原因。

ClassLoader加载Class的过程

1. 检测此Class是否载入过（即在cache中是否有此Class），如果有到8,如果没有到2

2. 如果parent classloader不存在（没有parent，那parent一定是bootstrap classloader了），到4

3. 请求parent classloader载入，如果成功到8，不成功到5

4. 请求jvm从bootstrap classloader中载入，如果成功到8

5. 寻找Class文件（从与此classloader相关的类路径中寻找）。如果找不到则到7.

6. 从文件中载入Class，到8.

7. 抛出ClassNotFoundException.

8. 返回Class.

类加载器之间关系和管辖范围

根BootStarp -->jre/lib/rt.jar

扩展ExtClassLoader-->jre/lib/ext/*.jar

应用AppClassLoader-->classpath指定的所有jar或目录

public class Test {

public static void main(String[] args) {

ClassLoader loader = Test.class.getClassLoader();

while(loader!=null){

System.out.println(loader.getClass().getName());

loader = loader.getParent();

}

System.out.println(loader);

//null表示加载器为BootStrap，BootStrap是有C++程序编写的，是最根上的类器。

//java核心类都是由BootStrap类加载器加载的，对应的jar包是jre/lib/rt.jar

String t = Test.class.getClassLoader().getClass().getName();

System.out.println(t);//加载器为AppClassLoader

//当把此类的的Class文件打成jar包后放置在jdk安装目录下的jre/lib/ext(扩展包)时

//类加载器为ExtClassLoader, 这是由类加载器的委托机制决定的

}

}