图解classloader加载class的流程及自定义ClassLoader

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java应用环境中不同的class分别由不同的ClassLoader负责加载。
一个jvm中默认的classloader有Bootstrap ClassLoader、Extension ClassLoader、App ClassLoader，分别各司其职：

• Bootstrap ClassLoader    负责加载java基础类，主要是 %JRE_HOME/lib/ 目录下的rt.jar、resources.jar、charsets.jar和class等
  
• Extension ClassLoader     负责加载java扩展类，主要是 %JRE_HOME/lib/ext 目录下的jar和class
  
• App ClassLoader           负责加载当前java应用的classpath中的所有类。
  

 

其中Bootstrap ClassLoader是JVM级别的，由C++撰写；Extension ClassLoader、App ClassLoader都是java类，都继承自URLClassLoader超类。
Bootstrap ClassLoader由JVM启动，然后初始化sun.misc.Launcher ，sun.misc.Launcher初始化Extension ClassLoader、App ClassLoader。

下图是ClassLoader的加载类流程图，以加载一个类的过程类示例说明整个ClassLoader的过程。

 

 

 

 

 
 Bootstrap ClassLoader、Extension ClassLoader、App ClassLoader三者的关系如下：

Bootstrap ClassLoader是Extension ClassLoader的parent，Extension ClassLoader是App ClassLoader的parent。

但是这并不是继承关系，只是语义上的定义，基本上，每一个ClassLoader实现，都有一个Parent ClassLoader。

 

可 以通过ClassLoader的getParent方法得到当前ClassLoader的parent。Bootstrap ClassLoader比较特殊，因为它不是java class所以Extension ClassLoader的getParent方法返回的是NULL。

 

了解了ClassLoader的原理和流程以后，我们可以试试自定义ClassLoader。

 

关于自定义ClassLoader：

 

由于一些特殊的需求，我们可能需要定制ClassLoader的加载行为，这时候就需要自定义ClassLoader了.

自定义ClassLoader需要继承ClassLoader抽象类，重写findClass方法，这个方法定义了ClassLoader查找class的方式。

主要可以扩展的方法有：

findClass          定义查找Class的方式

defineClass       将类文件字节码加载为jvm中的class

findResource    定义查找资源的方式

 

如果嫌麻烦的话，我们可以直接使用或继承已有的ClassLoader实现，比如

 

 

• DE style="FONT-FAMILY: 'Courier New', Courier, monospace; WHITE-SPACE: pre; FONT-SIZE: 1em">java.net.URLClassLoader DE>
• DE style="FONT-FAMILY: 'Courier New', Courier, monospace; WHITE-SPACE: pre; FONT-SIZE: 1em">java.security.SecureClassLoader DE>
• DE style="FONT-FAMILY: 'Courier New', Courier, monospace; WHITE-SPACE: pre; FONT-SIZE: 1em">java.rmi.server.RMIClassLoader DE>
• DE style="FONT-FAMILY: 'Courier New', Courier, monospace; WHITE-SPACE: pre; FONT-SIZE: 1em">sun.applet.AppletClassLoader DE>

Extension ClassLoader 和 App ClassLoader都是java.net.URLClassLoader的子类。

这个是URLClassLoader的构造方法：

 

public URLClassLoader(URL[] urls, ClassLoader parent)

public URLClassLoader(URL[] urls)

 

urls参数是需要加载的ClassPath url数组，可以指定parent ClassLoader，不指定的话默认以当前调用类的ClassLoader为parent。

 

代码示例：

 

Java代码

1. ClassLoader classLoader = new URLClassLoader(urls);   
2. Thread.currentThread().setContextClassLoader(classLoader);   
3. Class clazz=classLoader.loadClass("com.company.MyClass");//使用loadClass方法加载class,这个class是在urls参数指定的classpath下边。   
4.   
5. Method taskMethod = clazz.getMethod("doTask", String.class, String.class);//然后我们就可以用反射做些事情了   
6. taskMethod.invoke(clazz.newInstance(),"hello","world");  

 

 

由于classloader 加载类用的是全盘负责委托机制。所谓全盘负责，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。

所以，当我们自定义的classloader加载成功了com.company.MyClass以后，MyClass里所有依赖的class都由这个classLoader来加载完成。

 

自定义ClassLoader在某些应用场景还是比较适用，特别是需要灵活地动态加载class的时候。