Java类装载机制要义（转）

基本原理

所有类都由类装载器载入，载入内存中的类对应一个 java.lang.Class 实例。

已被加载的类由该类的类加载器实例与该类的全路径名的组合标识。设有 packagename.A Class ，分别被类加载器 CL1 和 CL2 加载，则系统中有两个不同的 java.lang.Class 实例： <CL1, packagename.A> 和 <CL2, packagename.A> 。

存在一个 Bootstrap Loader （以下简称为 BL ），由 C++ 写成，负责在虚拟机启动后一次

性加载 Java 基础类库中的所有类。其他的类装载器由 Java 写成，都是 java.lang.ClassLoader 的子类。

除 BL 之外的所有类装载器都有一个 parent 属性，指向其父装载器。查阅 java.lang.ClassLoader 的源码，不难发现类装载器的委托装载方式。

     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 = findBootstrapClass0(name);

                   }

              } catch (ClassNotFoundException e) {

                  // If still not found, then invoke findClass in order

                  // to find the class.

                  c = findClass(name);

              }

          }

          if (resolve) {

              resolveClass(c);

          }

          return c;

    }

       对于给定的类名，首先检查自己是否已加载过该类。如果没有，则首先通过父装载器加载（如果 parent==null ，则直接通过 BL 来加载，相当于 BL 是其父装载器）。如果父装载器也无法装载，才真正调用自己的 findClass() 方法来装载。

       Java 基础类在 Java 虚拟机启动后由 BL 一次性载入。构成 Java 应用程序的其它类在程序运行过程中由不同类装载器按需通过 loadClass() 方法装载。
Java 程序启动过程中的类装载器

当执行“ java XXX.class ”时， java.exe 首先找到 JRE （ Java Runtime Environment ），接着找到位于 JRE 之中的 jvm.dll ，最后载入 jvm.dll 并启动虚拟机。

虚拟机一启动，先做一些初始化动作，如获取系统参数等，然后产生 BL 。 BL 加载 Java 基础类，这些类都存放在 JRE 中的 lib 目录下，可由 System.getProperty(“sun.boot.class.path”) 列出，如：

C:\Program Files\Java\jre1.5.0_09\lib\rt.jar;

C:\Program Files\Java\jre1.5.0_09\lib\i18n.jar;

C:\Program Files\Java\jre1.5.0_09\lib\sunrsasign.jar;

C:\Program Files\Java\jre1.5.0_09\lib\jsse.jar;

C:\Program Files\Java\jre1.5.0_09\lib\jce.jar;

C:\Program Files\Java\jre1.5.0_09\lib\charsets.jar;

C:\Program Files\Java\jre1.5.0_09\classes

       BL 然后创建 sun.misc.Launcher$ExtClassLoader （ ExtClassLoader 是定义于 sun.misc.Launcher 之内的内部类，继承自 java.lang.URLClassLoader ）的实例（以下简称 EL ）和 sun.misc.Launcher$AppClassLoader （ AppClassLoader 是定义于 sun.misc.Launcher 之内的内部类，继承自 URLClassLoader ）的实例（以下简称 AL ），并将 EL 的 parent 属性设置为 null ， AL 的 parent 属性设置为 EL 。

       EL 在程序运行过程中按需加载保存在 JRE 的“ \lib\ext ”目录下的类。该目录可由 System.getProperty(“java.ext.dirs”) 读出，如

C:\Program Files\Java\jre1.5.0_09\lib\ext

       AL 在程序运行过程中按需加载的类搜索路径则是从系统参数 java.class.path 取出的字符串。 java.class.path 是由我们在执行 java.exe 时，利用 -cp 或 -classpath 或 CLASSPATH 环境变量所决定。我们应用程序用到的非 JRE 提供类的搜索路径一般都配置在 java.class.path 中。
什么时候装载类，由什么类装载器装载

1．  Java 基础类由 BL 在虚拟机启动时一次性载入。

2．  包含 main() 的入口类由 AL 的 loadClass() 方法载入。

3．  由 new 关键字创建一个类的实例。该类由运行时刻包含该 new 语句的类实例的类装载器（ ClassLoader.getCallerClassLoader() ）的 loadClass() 方法载入。

4．  调用 Class.forName() 方法。完整的 forName() 函数版本有一个 ClassLoader 参数，用于指定用什么类装载器来装载指定类。

    public static Class<?> forName(String name, boolean initialize,

                 ClassLoader loader) throws ClassNotFoundException

       对于 public static Class<?> forName(String className) 版本，是由运行时刻包含该语句的类实例的类装载器（ ClassLoader.getCallerClassLoader() ）的 loadClass() 方法载入。

5．  调用某个 ClassLoader 实例的 loadClass() 方法。通过该 ClassLoader 实例的 loadClass() 方法载入。应用程序可以通过继承 ClassLoader 实现自己的类装载器。

6 ．装载一个类时，首先要装载该类的基类及其接口。