学习JAVA类加载器

类加载器的作用

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类加载器（class loader）是用来加载 Java 类到 Java 虚拟机中的。它使得 Java 类可以被动态加载到 Java 虚拟机中并执行。

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类加载器的分类

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类加载器有两个分类，一种是用于加载JAVA核心组件的启动类加载器(bootstrap class loader)，另一种是用户自定义的类加载器，定义这样的加载器需要继承java.lang.ClassLoader。

但是如果没有什么特别需求，也无需要自定义类加载器，JAVA已经默认提供了一些自定义的类加载器，一般够用了。

启动类加载器到底是加载什么类呢？

public class ClassLoaderTest {

    public static void main(String[] args) {
        String property = System.getProperty("sun.boot.class.path");
        for(String e : property.split(";")){
            System.out.println(e);
        }
    }
}

上面代码在我的Window机器上的执行结果如下：

C:\Program Files\Java\jdk1.7.0_25\jre\lib\resources.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.7.0_25\jre\lib\rt.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.7.0_25\jre\lib\sunrsasign.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.7.0_25\jre\lib\jsse.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.7.0_25\jre\lib\jce.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.7.0_25\jre\lib\charsets.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.7.0_25\jre\lib\jfr.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.7.0_25\jre\classes

可见启动类加载器加载的是jre目录下lib目录中的类。

而JAVA提供的自定义类加载器ExtClassLoader加载的类如下：

ExtClassLoader

public class ClassLoaderTest {

    public static void main(String[] args) {
        String property = System.getProperty("java.ext.dirs");
        for(String e : property.split(";")){
            System.out.println(e);
        }
    }
}

结果：

C:\Program Files\Java\jdk1.7.0_25\jre\lib\ext
C:\Windows\Sun\Java\lib\ext

至于AppClassLoader就是用于加载classpath下的类的。

AppClassLoader和ExtClassLoader是自定义的类加载器，并且是继承自java.lang.ClassLoader，有两种办法来证明这个事情，一种是去看openjdk的源代码，另一种是直接用JAVA代码输出，例如：

public class TempTestClass {
    public void test()
    {
    }
}

public class ClassLoaderTest {

    public static void main(String[] args) {
        TempTestClass hello = new TempTestClass();
        hello.test();

        System.out.println("看看TempTestClass是由哪个类加载器加载的---begin");
        ClassLoader classLoaderOfTemp = TempTestClass.class.getClassLoader();
        System.out.println(classLoaderOfTemp);
        System.out.println("看看TempTestClass是由哪个类加载器加载的---end");

        System.out.println("");
        System.out.println("");


        System.out.println("看看加载TempTestClass的加载器的类继承关系---begin");
        @SuppressWarnings("rawtypes")
        Class appClass = classLoaderOfTemp.getClass();
        while (appClass != null) {
            System.out.println(appClass);
            appClass = appClass.getSuperclass();
        }
        System.out.println("看看加载TempTestClass的加载器的类继承关系---end");

        System.out.println("");
        System.out.println("");


        System.out.println("看看加载TempTestClass的加载器的父类加载器的类继承关系---begin");
        @SuppressWarnings("rawtypes")
        Class extClass = classLoaderOfTemp.getParent().getClass();
        while (extClass != null) {
            System.out.println(extClass);

            extClass = extClass.getSuperclass();
        }
        System.out.println("看看加载TempTestClass的加载器的父类加载器的类继承关系---end");
    }
}

结果如下：

看看TempTestClass是由哪个类加载器加载的---begin
sun.misc.Launcher$AppClassLoader@65f4ba51
看看TempTestClass是由哪个类加载器加载的---end


看看加载TempTestClass的加载器的类继承关系---begin
    class sun.misc.Launcher$AppClassLoader
class java.net.URLClassLoader
class java.security.SecureClassLoader
class java.lang.ClassLoader
class java.lang.Object
看看加载TempTestClass的加载器的类继承关系---end


看看加载TempTestClass的加载器的父类加载器的类继承关系---begin
class sun.misc.Launcher$ExtClassLoader
class java.net.URLClassLoader
class java.security.SecureClassLoader
class java.lang.ClassLoader
class java.lang.Object
看看加载TempTestClass的加载器的父类加载器的类继承关系---end

有上面的输出结果便可知道结论了。

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类加载器的委托机制

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当一个类加载器加载类时，会把这个加载请求委托给父亲加载器，一直递归的委托上去。如果父亲没法加载，才会尝试自己加载，如下图：

之所以使用这种委托机制，是想保护JAVA核心库的类型安全，因为不同的加载器加载同一份字节码的时候，对于JVM来说，就是不同的类了，而且这些类还没法进行类型转换。设想一下，两个类加载器都加载了java.lang.Object到JVM中，那JVM中就有两份不同的java.lang.Object,而且它们之间是没法做类型转换的。

由此可以看到，虽然某个加载器触发了加载的动作，但是真正加载这个类是它的父类加载器。这里就有个说法，触发加载动作的类加载器叫初始类加载器，真正加载类的加载器叫做定义加载器。JVM判断一个类是否是同一个，会从两个方面来考虑，第一个是包名+类名是否相同，第二是加载这个类的类加载器是否相同，其中的类加载器指的就是定义加载器。

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参考的文章

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1、深入探讨 Java 类加载器
2、Java深度历险（二）——Java类的加载、链接和初始化