java类加载机制

转自http://blog.csdn.net/xgdofull/article/details/5624777

类加载是Java程序运行的第一步，研究类的加载有助于了解JVM执行过程，并指导开发者采取更有效的措施配合程序执行。
研究类加载机制的第二个目的是让程序能动态的控制类加载，比如热部署等，提高程序的灵活性和适应性。
一、简单过程
Java程序运行的场所是内存，当在命令行下执行：
java HelloWorld
命令的时候，JVM会将HelloWorld.class加载到内存中，并形成一个Class的对象HelloWorld.class。
其中的过程就是类加载过程：
1、寻找jre目录，寻找jvm.dll，并初始化JVM；
2、产生一个Bootstrap Loader（启动类加载器）；
3、Bootstrap Loader自动加载Extended Loader（标准扩展类加载器），并将其父Loader设为Bootstrap Loader。
4、Bootstrap Loader自动加载AppClass Loader（系统类加载器），并将其父Loader设为Extended Loader。
5、最后由AppClass Loader加载HelloWorld类。
以上就是类加载的最一般的过程。
二、类加载器各自搜索的目录
为了弄清楚这个问题，首先还要看看System类的API doc文档。

1、Bootstrap Loader（启动类加载器）：加载System.getProperty("sun.boot.class.path")所指定的路径或jar。
2、Extended Loader（标准扩展类加载器ExtClassLoader）：加载System.getProperty("java.ext.dirs")所指定的路径或jar。在使用Java运行程序时，也可以指定其搜索路径，例如：java -Djava.ext.dirs=d:/projects/testproj/classes HelloWorld
3、AppClass Loader（系统类加载器AppClassLoader）：加载System.getProperty("java.class.path")所指定的路径或jar。在使用Java运行程序时，也可以加上-cp来覆盖原有的Classpath设置，例如： java -cp ./lavasoft/classes HelloWorld
ExtClassLoader和AppClassLoader在JVM启动后，会在JVM中保存一份，并且在程序运行中无法改变其搜索路径。如果想在运行时从其他搜索路径加载类，就要产生新的类加载器。
三、类加载器的特点
1、运行一个程序时，总是由AppClass Loader（系统类加载器）开始加载指定的类。
2、在加载类时，每个类加载器会将加载任务上交给其父，如果其父找不到，再由自己去加载。
3、Bootstrap Loader（启动类加载器）是最顶级的类加载器了，其父加载器为null.
四、类加载器的获取
很容易，看下面例子
public class HelloWorld {
        public static void main(String[] args) {
                 HelloWorld hello = new HelloWorld();
                 Class c = hello.getClass();
                 ClassLoader loader = c.getClassLoader();
                 System.out.println(loader);
                 System.out.println(loader.getParent());
                 System.out.println(loader.getParent().getParent());
         }
}打印结果：
sun.misc.Launcher$AppClassLoader@19821f
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@addbf1
null

Process finished with exit code 0从上面的结果可以看出，并没有获取到ExtClassLoader的父Loader，原因是Bootstrap Loader（启动类加载器）是用C语言实现的，找不到一个确定的返回父Loader的方式，于是就返回null。
五、类的加载
类加载有三种方式：
1、命令行启动应用时候由JVM初始化加载
2、通过Class.forName()方法动态加载
3、通过ClassLoader.loadClass()方法动态加载
三种方式区别比较大，看个例子就明白了：
public class HelloWorld {
        public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
                 ClassLoader loader = HelloWorld.class.getClassLoader();
                 System.out.println(loader);
                //使用ClassLoader.loadClass()来加载类，不会执行初始化块
                 loader.loadClass("Test2");
                //使用Class.forName()来加载类，默认会执行初始化块
//                 Class.forName("Test2");
                //使用Class.forName()来加载类，并指定ClassLoader，初始化时不执行静态块
//                 Class.forName("Test2", false, loader);
         }
}public class Test2 {
        static {
                 System.out.println("静态初始化块执行了！");
         }
}分别切换加载方式，会有不同的输出结果。
六、自定义ClassLoader
为了说明问题，先看例子：
package test;

import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
import java.net.URLClassLoader;

/**
* 自定义ClassLoader
*
* @author leizhimin 2009-7-29 22:05:48
*/
public class MyClassLoader {
        public static void main(String[] args) throws MalformedURLException, ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException {
                 URL url = new URL("file:/E://projects//testScanner//out//production//testScanner");
                 ClassLoader myloader = new URLClassLoader(new URL[]{url});
                 Class c = myloader.loadClass("test.Test3");
                 System.out.println("----------");
                 Test3 t3 = (Test3) c.newInstance();
         }
}public class Test3 {
        static {
                 System.out.println("Test3的静态初始化块执行了！");
         }
}运行后：
----------
Test3的静态初始化块执行了！

Process finished with exit code 0可以看出自定义了ClassLoader myloader = new URLClassLoader(new URL[]{url});已经成功将类Test3加载到内存了，并通过默认构造方法构造了对象Test3 t3 = (Test3) c.newInstance();
有关ClassLoader还有很重要一点：
同一个ClassLoader加载的类文件，只有一个Class实例。但是，如果同一个类文件被不同的ClassLoader载入，则会有两份不同的ClassLoader实例（前提是着两个类加载器不能用相同的父类加载器）。