classloader trace

类加载机制：

程序启动时，根据入口函数调用相关功能，功能在不同类中即在不同的class文件中，jvm根据类加载机制来动态加载class文件到内存中，只有被加载后才能被调用，否则引发异常

1、装载：查找和导入Class文件

2、链接：其中解析步骤是可以选择的

（a）检查：检查载入的class文件数据的正确性

（b）准备：给类的静态变量分配存储空间

（c）解析：将符号引用转成直接引用

3、初始化：对静态变量，静态代码块执行初始化工作

应用加载一个类，首先委托给父家在第，然后从顶层的bootstrap classloader试图加载，如果没加载成功，则往下传递，直到最下层加载器去到指定文件系统或网络URL中去加载，都没有就ClassNotFoundException，否则将这个找到的类生成一个定义，并加载到内存，返回这个类在内存中的class实例对象

避免重复加载（确保只有一个加载），安全（不能自己写一个String加进去）

类相同 = 类名相同 + 加载该类的类加载器相同

BootStrap ClassLoader JDK核心类库加载（rt.jar/resource.jar/charset.jar等）C++编写，嵌入JVM内核，启动JVM时随之启动，负责加载核心类库并构造下面两种类加载器  "sun.boot.class.path"

Extension ClassLoader 加载扩展类（jre/lib/ext下的jar） "java.ext.dirs"

App ClassLoader 系统类加载器（应用下的jar和class）  "java.class.path"

java -Xbootclasspath/a:path被指定的文件追加到默认的bootstrap路径中

查看核心类库加载信息，两种方式：

        URL[] urls = sun.misc.Launcher.getBootstrapClassPath().getURLs();
        for (int i = 0; i < urls.length; i++) {
            System.out.println(urls[i].toExternalForm());
        }

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

查看类加载器流程：

        ClassLoader loader = TestClassLoaderIssue.class.getClassLoader();
        while(loader != null) {
            System.out.println(loader);
            loader = loader.getParent();
        }
        System.out.println(loader);

sun.misc.Launcher$AppClassLoader@21ff3fcf
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@7cb64078
null

典型应用：

Apache Tomcat

每个web应用都有一个对应的类加载实例，该类加载器也使用代理模式，它首先尝试加载该类，如果找不到再代理给父类加载器，与一般顺序相反，目的是为了让web应用自己的类优先级高于web容器提供的类，核心类库不在该查找范围内，保证了核心类库的安全性

OSGI

每个模块都有一个对应的类加载器，它负责加载模块自己包含的java包和类，当它需要核心类库就代理给父类完成，当需要加载所导入的java类时，代理给到处此类的模块来完成加载

bundleA--classloaderA com.bundleA.A export

bundleB--classloaderB import com.bundleA.A com.bundleB.B extends A

B启动时，classloaderB需要加载类com.bundleB.B,进而需要加载类com.bundleA.A，由于A是import，所以classloaderB将它的加载代理给classloaderA，classloaderA在其内部查找A，所得到的泪A实例就可以被所生命导入了此类的模块使用。对于以java开头的类还是由父类加载器来实现

这种加载方式可以使泪的不同版本共存在JVM中，提高灵活性

 

为什么要创建自己的类加载器管理类加载：

1. 因为 java提供的只能加载指定目录下的jar和class，其他位置或者网络无法方便加载

2. Class文件需要加密，先将classa进行加密，然后按照规则编写自定义的ClassLoader进行解密，这样我们就可以在程序中加载特定了类，并且这个类只能被我们自定义的加载器进行加载，提高了程序的安全性

3. 可以多版本共存，灵活

继承ClassLoader重写findClass，将class二进制流读入

1. 创建一个类, 编译后将class文件放在d:\com\timer\下

package com.timer;
/**
 * Created by itworker365 on 5/16/2017.
 */
public class LoadedByClassFileClass {
    public LoadedByClassFileClass(){
        System.out.println("LoadedByClassFileClass loaded111 by class loader");
    }
}

2. 创建一个类加载器，测试类加载

package com.timer;
import java.io.*;
/**
 * Created by itworker365 on 5/16/2017.
 */
public class TestClassLoaderIssue extends ClassLoader{
    private String path = "d://";
    private final String fileType = ".class";

    public TestClassLoaderIssue() {
        super();
    }
    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        byte[] data = this.loadClassData(name);
        return this.defineClass(name, data, 0, data.length);
    }
    private byte[] loadClassData(String name) {
        InputStream in = null;
        byte[] data = null;
        ByteArrayOutputStream baos = null;
        try {
            name = name.replace(".", "\\");
            in = new BufferedInputStream(new FileInputStream(new File(path + name + fileType)));
            baos = new ByteArrayOutputStream();
            int ch = 0;
            while (-1 != (ch = in.read())) {
                baos.write(ch);
            }
            data = baos.toByteArray();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                in.close();
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                try {
                    baos.close();
                } catch (IOException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
        return data;
    }
    public static void main(String[] args) {
        TestClassLoaderIssue loader = new TestClassLoaderIssue();
        Class<?> clazz = null;
        Object object;
        try {
            clazz = loader.loadClass("com.timer.LoadedByClassFileClass");
            object = clazz.newInstance();
            System.out.println();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

加入jvm参数 -XX:+TraceClassLoading，可以看到类加载的具体情况

[Loaded sun.security.action.GetBooleanAction from C:\Program Files\Java\jdk1.7.0_04\jre\lib\rt.jar]
[Loaded com.timer.LoadedByClassFileClass from __JVM_DefineClass__]
[Loaded java.net.InetAddress$Cache from C:\Program Files\Java\jdk1.7.0_04\jre\lib\rt.jar]

查看jar中包含的类：jar -tvf slf4j-api-1.7.5.jar