【转】class loader 1

What is ClassLoader?

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（Java虚拟机），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。

  Bootstrap ClassLoader (Extension ClassLoader, ApplicationClassLoader)

JVM本身包含了一个ClassLoader称为Bootstrap ClassLoader，和JVM一样，BootstrapClassLoader是用本地代码(是用C++编写的)实现的，它负责加载核心JavaClass（即所有java.*开头的类）。，我们在Java中看不到它,是null,是JVM自带的类装载器，用来装载核心类库，如java.lang.*等

另外JVM还会提供两个ClassLoader，它们都是用Java语言编写的，由BootstrapClassLoader加载；其中Extension ClassLoader负责加载扩展的Javaclass（例如所有javax.*开头的类和存放在JRE的ext目录下的类），ApplicationClassLoader负责加载应用程序自身的类。

　　当运行一个程序的时候，JVM启动，运行bootstrapclassloader，该ClassLoader加载java核心API（ExtClassLoader和AppClassLoader也在此时被加载），然后调用ExtClassLoader加载扩展API，最后AppClassLoader加载CLASSPATH目录下定义的Class，这就是一个程序最基本的加载流程。

(1)首先加载核心API，让系统最基本的运行起来

(2)加载扩展类

(3)加载用户自定义的类

 

publicstatic void main(String[] args) {

 

System.out.println(System.getProperty("sun.boot.class.path"));

System.out.println(System.getProperty("java.ext.dirs"));

System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));

}

 

程序结果为：

E:\Myeclipse6.0\jre\lib\rt.jar;E:\Myeclipse 6.0\jre\lib\i18n.jar;E:\Myeclipse6.0\jre\lib\sunrsasign.jar;E:\MyEclipse6.0\jre\lib\JSse.jar;E:\MyEclipse 6.0\jre\lib\jce.jar;E:\MyEclipse6.0\jre\lib\charsets.jar;E:\MyEclipse 6.0\jre\classes

E:\MyEclipse6.0\jre\lib\ext

E:\workspace\ClassLoaderDemo\bin

 

在上面的结果中，你可以清晰看见三个ClassLoader分别加载类的路径；也知道为什么我们在编写程序的时候，要把用到的jar包放在工程的classpath下面啦，也知道我们为什么可以不加载java.lang.*包啦！其中java.lang.*就在rt.jar包中；

When to load the class?

  什么时候JVM会使用ClassLoader加载一个类呢？当你使用java去执行一个类，JVM使用ApplicationClassLoader加载这个类；然后如果类A引用了类B，不管是直接引用还是用Class.forName()引用，JVM就会找到加载类A的ClassLoader，并用这个ClassLoader来加载类B。JVM按照运行时的有效执行语句，来决定是否需要装载新类，从而装载尽可能少的类，这一点和编译类是不相同的。

 

ClassLoader的加载机制：

"双亲委托" 加载模式

 

自定义一个URL类:

packagejava.net;

publicclass URL {

privateString path;

publicURL(String path) {

this.path= path;

}

publicString toString() {

returnthis.path + " new Path";

}

}

在这种情况下，系统会提示我们出现异常，因为我们有两个相同的类，一个是真正的URL，一个是我在上面实现的伪类；出现异常是正常的，因为你想想，如果我们在执行一个applet的时候，程序自己实现了一个String的类覆盖了我们虚拟机上面的真正的String类，那么在这个String里面，不怀好意的人可以任意的实现一些功能；这就造成极不安全的隐患；所以java采用了一种名为“双亲委托”的加载模式；

packagejava.net;

importjava.net.*;

publicclass TheSameClsDemo {

publicstatic void main(String[] args) {

URLurl = new URL("http://www.baidu.com");

System.out.println(url.toString());

}

}

以下是jdk源代码：

 

protectedsynchronized Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)

throwsClassNotFoundException

{

//First, check if the class has already been loaded

Classc = 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 theclass.

c= findClass(name);

}

}

if(resolve) {

resolveClass(c);

}

returnc;

}

 

 

在上面的代码中，我们可以清晰的看见，我们调用一个ClassLoader加载程序的时候，这个ClassLoader会先调用设置好的parentClassLoader来加载这个类，如果parent是null的话，则默认为BootClassLoader类，只有在parent没有找的情况下，自己才会加载，这就避免我们重写一些系统类，来破坏系统的安全；

 

类与它所依赖的类的classloader机制:

如果一个类是由某个classloader加载，那么这个类依赖的类（非显式的通过某个classloader加载）必须也由该classloader或其父classloader加载，无视子classloader

 

Unloading?

当一个javaclass被加载到JVM之后，它有没有可能被卸载呢？我们知道Win32有FreeLibrary()函数，Posix有dlclose()函数可以被调用来卸载指定的动态连接库，但是Java并没有提供一个UnloadClass()的方法来卸载指定的类。

　　在Java中，java class的卸载仅仅是一种对系统的优化，有助于减少应用对内存的占用。既然是一种优化方法，那么就完全是JVM自行决定如何实现，对Java开发人员来说是完全透明的。

　　在什么时候一个java class/interface会被卸载呢？Sun公司的原话是这么说的："class or interfacemay be unloaded if and only if its class loader is unreachable. Classesloaded by the bootstrap loader may not be unloaded."

Reloading?

事实上我们关心的不是如何卸载类的，我们关心的是如何更新已经被加载了的类从而更新应用的功能。JSP则是一个非常典型的例子，如果一个JSP文件被更改了，应用服务器则需要把更改后的JSP重新编译，然后加载新生成的类来响应后继的请求。

　　其实一个已经加载的类是无法被更新的，如果你试图用同一个ClassLoader再次加载同一个类，就会得到异常（java.lang.LinkageError: duplicate classdefinition），我们只能够重新创建一个新的ClassLoader实例来再次加载新类。至于原来已经加载的类，开发人员不必去管它，因为它可能还有实例正在被使用，只要相关的实例都被内存回收了，那么JVM就会在适当的时候把不会再使用的类卸载。

　　使用线程上下文类加载器, 可以在执行线程中, 抛弃双亲委派加载链模式, 使用线程上下文里的类加载器加载类.

　　典型的例子有, 通过线程上下文来加载第三方库jndi实现, 而不依赖于双亲委派.

　　大部分java app服务器(jboss, tomcat..)也是采用contextClassLoader来处理web服务。

　　当然, 好东西都有利弊. 使用线程上下文加载类, 也要注意, 保证多根需要通信的线程间的类加载器应该是同一个, 防止因为不同的类加载器, 导致类型转换异常(ClassCastException).