ClassLoader总结

ClassLoader概述

作用:

类加载器抽象类，用于运行时动态加载类文件。

特性:

1. 
   
2. 每个ClassLoader都维护了一份自己的名称空间， 同一个名称空间里不能出现两个同名的类。同一个类文件被两个ClassLoader则被认为是两个类型。
3. 每一个ClassLoader实例中保存了一个父ClasLoader的引用(BootstrapClassLoader除外)。
4. 为了实现java安全沙箱模型顶层的类加载器安全机制, java默认采用了 双亲委派模型(Parent Delegation Model) 。
   

为什么使用双亲委派机制: 因为这样可以避免重复加载，当父亲已经加载了该类的时候，就没有必要子ClassLoader再加载一次。考虑到安全因素，我们试想一下，如果不使用这种委托模式，那我们就可以随时使用自定义的String来动态替代java核心api中定义的类型，这样会存在非常大的安全隐患，而双亲委托的方式，就可以避免这种情况，因为String已经在启动时就被引导类加载器（Bootstrcp ClassLoader）加载，所以用户自定义的ClassLoader永远也无法加载一个自己写的String，除非你改变JDK中ClassLoader搜索类的默认算法1。

核心方法:

Class<?> loadClass(String name);
Class<?> findLoadedClass(String name);
Class<?> findClass(String name);
Class<?> defineClass(String name, byte[] b, int off, int len, ProtectionDomain protectionDomain);

注意: 抽象类ClassLoader的方法loadClass实现了双亲委派机制，如果没有特殊需求则不建议重写，但该类中findClass方法并未实现。所以，如果需要继承ClassLoader抽象类来实现自定义的类加载器，则需要重写findClass方法。

双亲委托模型:

从ClassLoader抽象类的loadClass方法的源码(jdk1.70_67版本)可以一窥一二:

//检查类是否已经被加载
Class c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
    try {
        if (parent != null) {
            //如果父类加载器存在，则调用父ClassLoader进行加载，实际会是一个不断调用父类加载器的过程
            c = parent.loadClass(name, false);
        } else {
            //如果父类加载器不存在，则使用BootstrapClassLoader进行加载
            c = findBootstrapClassOrNull(name);
        }
    } catch (ClassNotFoundException e) {
        // ClassNotFoundException thrown if class not found
        // from the non-null parent class loader
    }

    if (c == null) {
        // 如果仍然没有找到，则调用自己的findClass方法进行加载，还是无法找到则会抛出ClassNotFound异常
        c = findClass(name);
    }
}

最终负责加载Class到jvm中的是defineClass方法，其内部则是调用了相应的Native方法。

综上分析，默认情况下双亲委托的加载流程(除BootstrapClassLoader和自定义的ClassLoader)如下2 :

当一个ClassLoader实例需要加载某个类时，它会试图亲自搜索某个类之前，先把这个任务委托给它的父类加载器，这个过程是由上至下依次检查的，首先由最顶层的类加载器Bootstrap ClassLoader试图加载，如果没加载到，则把任务转交给Extension ClassLoader试图加载，如果也没加载到，则转交给App ClassLoader 进行加载，如果它也没有加载得到的话，则返回给委托的发起者，由它到指定的文件系统或网络等URL中加载该类。如果它们都没有加载到这个类时，则抛出ClassNotFoundException异常。否则将这个找到的类生成一个类的定义，并将它加载到内存当中，最后返回这个类在内存中的Class实例对象。

java中的类加载体系

BootstrapClassLoader

启动类加载器是Java类加载层次中最顶层的类加载器，负责加载JDK的核心类库，如：rt.jar、resources.jar、charsets.jar等3。

ExtClassLoader

扩展类加载器，负责加载Java的扩展类库，默认加载JAVA_HOME/jre/lib/ext/目下的所有jar。其父加载器为BootstrapClassLoader。

AppClassLoader

应用类加载器，主要加载classpath目录下的所有jar和class文件。其父加载器为sun.misc.Launcher$ExtClassLoader。

其中，AppClassLoader和ExtClassLoader均继承自URLClassLoader。

注意4：

除了Java默认提供的三个ClassLoader之外，用户还可以根据需要定义自已的ClassLoader，而这些自定义的ClassLoader都必须继承自java.lang.ClassLoader类，也包括Java提供的另外二个ClassLoader（Extension ClassLoader和App ClassLoader）在内，但是Bootstrap ClassLoader不继承自ClassLoader，因为它不是一个普通的Java类，底层由C++编写，已嵌入到了JVM内核当中，当JVM启动后，Bootstrap ClassLoader也随着启动，负责加载完核心类库后，并构造Extension ClassLoader和App ClassLoader类加载

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1. http://blog.youkuaiyun.com/xyang81/article/details/7292380 ↩
2. http://blog.youkuaiyun.com/xyang81/article/details/7292380 ↩
3. http://blog.youkuaiyun.com/xyang81/article/details/7292380 ↩
4. http://blog.youkuaiyun.com/xyang81/article/details/7292380 ↩