Java基础之《类加载器》

一、JVM中的类加载器

类加载器就是负责加载所有的类，并将其载入内存中，生成一个java.lang.Class的实例。一旦一个类被加载到JVM中之后，就不会被再次载入了。

Java 中的类加载器大致可以分成两类，一类是系统提供的，另外一类则是由 Java 应用开发人员编写的。

1）根类加载器(Bootstrap ClassLoader)：其负责加载Java的核心类（$JAVA_HOME/jre/lib），比如String、System这些类，是用原生C++代码来实现的，并不继承自java.lang.ClassLoader；

2）拓展类加载器(Extension ClassLoader)：其负责加载JRE的拓展类库（$JAVA_HOME/jre/lib/ext或者由java.ext.dirs系统属性指定的路径下的jar包），只要是从同一个JRE中启动的JVM都是相同的；

3）系统类加载器(System ClassLoader)：其负责加载CLASSPATH环境变量所指定的JAR包和类路径，一般来说，Java应用的类都是由它来完成加载的。可以通过 ClassLoader.getSystemClassLoader()来获取它；

4）自定义类加载器(Custom ClassLoader)：用户自定义的加载器，以java.lang.ClassLoader类为父类。
开发人员继承ClassLoader覆盖loadClass方法，将需要特殊对待的类自己先处理，可以打破双亲委托制

测试一下类加载器的层次关系：

public static void main(String[] args) {

		try {
			// application class loader
			System.out.println("==========System ClassLoader==========");
			System.out.println(ClassLoader.getSystemClassLoader());
			System.out.println();
			// extensions class loader
			System.out.println("==========Extension ClassLoader==========");
			System.out.println(ClassLoader.getSystemClassLoader().getParent());
			System.out.println();
			// bootstrap class loader
			System.out.println("==========Bootstrap ClassLoader==========");
			System.out.println(ClassLoader.getSystemClassLoader().getParent().getParent());
			System.out.println();
			// Object类的class loader
			Class c = Class.forName("java.lang.Object");
			System.out.println("==========java.lang.Object的ClassLoader==========");
			System.out.println(c.getClassLoader());
			System.out.println();
			System.out.println("==========获取Bootstrap ClassLoader加载的jar包==========");
			URL[] urls = sun.misc.Launcher.getBootstrapClassPath().getURLs();
			for (int i = 0; i < urls.length; i++) {
				System.out.println(urls[i].toExternalForm());
			}
			System.out.println();
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

打印结果如下：

==========System ClassLoader==========
sun.misc.Launcher$AppClassLoader@e2f2a

==========Extension ClassLoader==========
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@139a55

==========Bootstrap ClassLoader==========
null

==========java.lang.Object的ClassLoader==========
null

==========获取Bootstrap ClassLoader加载的jar包==========
file:/C:/Program%20Files/Java/jdk1.8.0_66/jre/lib/resources.jar
file:/C:/Program%20Files/Java/jdk1.8.0_66/jre/lib/rt.jar
file:/C:/Program%20Files/Java/jdk1.8.0_66/jre/lib/sunrsasign.jar
file:/C:/Program%20Files/Java/jdk1.8.0_66/jre/lib/jsse.jar
file:/C:/Program%20Files/Java/jdk1.8.0_66/jre/lib/jce.jar
file:/C:/Program%20Files/Java/jdk1.8.0_66/jre/lib/charsets.jar
file:/C:/Program%20Files/Java/jdk1.8.0_66/jre/lib/jfr.jar
file:/C:/Program%20Files/Java/jdk1.8.0_66/jre/classes

可以看出ClassLoader类是由AppClassLoader加载的，它的父加载器是ExtClassLoader，而ExtClassLoader的父加载器无法获取，是因为它是用C++实现的。
注意，这里类加载器之间的父子关系并不是继承关系，而是类加载器实例之间的关系。

二、JVM中的类加载原理

1）全盘负责机制：当一个类加载器负责加载某个Class时，该Class所依赖的和引用的其他Class也将由该类加载器负责载入，除非显示使用另外一个类加载器来载入；
2）双亲委托机制：首先将加载任务委托交给父类加载器，父类加载器又将加载任务向上委托，直到最父类加载器，如果最父类加载器可以完成类加载任务，就成功返回，如果不行就向下传递委托任务，由其子类加载器进行加载；
3）代理机制：与双亲委派机制相反，代理模式是先自己尝试加载，如果无法加载则向上传递；
4）缓存机制：缓存机制将会保证所有加载过的Class都会被缓存，当程序中需要使用某个Class时，类加载器先从缓存区寻找该Class，只有缓存区不存在，系统才会读取该类对应的二进制数据，并将其转换成Class对象，存入缓存区。这就是为什么修改了Class后，必须重启JVM，程序的修改才会生效。

JVM规范推荐的类加载过程：先从缓存中查找  -->  未找到使用双亲委托机制  -->  某个加载器找到了这个类  -->  加载这个类和它的所有依赖类（全盘负责机制）  -->  结束

三、weblogic的prefer-web-inf-classes参数

我们在weblogic的配置文件中会有这样一行配置：
<prefer-web-inf-classes>true</prefer-web-inf-classes>
表示优先使用Web应用里加载的类，web-inf/classes里面优于lib加载。

可以看出weblogic默认是先加载weblogic本身的jar包，然后是domain/lib下的jar包，然后再加载webapp/web-inf/lib下的jar包，最后是webapp/web-inf/classes下的类。也是从下往上加载。
1）使用bootstrap引导类加载器加载
2）使用system系统类加载器加载
3）使用应用类加载器加载weblogic安装目录下的lib
4）使用应用类加载器加载domain/lib
5）使用应用类加载器加载webapp/web-inf/lib
6）使用应用类加载器加载webapp/web-inf/classes

四、Tomcat启动时classloader加载顺序

1）使用bootstrap引导类加载器加载
2）使用system系统类加载器加载
3）使用应用类加载器在WEB-INF/classes中加载
4）使用应用类加载器在WEB-INF/lib中加载
5）使用common类加载器在CATALINA_HOME/lib中加载

所以说tomcat默认是先加载webapp/web-inf/classes下的类，然后是webapp/web-inf/lib下的类，然后是tomcat自己的lib下的类

参考资料：
http://blog.youkuaiyun.com/isee361820238/article/details/52703086
https://www.cnblogs.com/xing901022/p/4574961.html