JAVA类加载器概念与线程类加载器

类加载器的功能：通过一个类的全限定名来获取描述此类的二进制字节流的过程

java的类加载器大致可以分为两类，一类是系统提供的，一类是由应用开发人员编写的。系统提供的类加载器有以下三种：

引导类加载器（bootstrap class loader）:用来加载 Java 的核心库(rt.jar)，是用原生代码来实现的，并不继承自 java.lang.ClassLoader。

扩展类加载器（extensions class loader）:用来加载 Java 的扩展库。Java 虚拟机的实现会提供一个扩展库目录。该类加载器在此目录里面查找并加载 Java 类。

应用（系统）类加载器（Application class loader）：根据 Java 应用的类路径（CLASSPATH）来加载 Java 类。一般来说，Java 应用的类都是由它来完成加载的。

另外还有开发人员自定义的Class loader。

系统在进行类加载时，会使用parent delegation原则。

parent delegation原则的工作过程：如果一个类加载器需要加载某个类时，它不会自己去尝试加载这个类，而是新该加载请求委托给其父类加载器去完成。同样父类加载器也会将该请求委托给其父类，直到顶层的Bootstrap Class Loader,引导类加载器根据请求，尝试加载类文件。如果加载类文件失败，则会反向由其子加载器去尝试加载，直到能加载成功的子加载器为止。简化后的顺序如下：

自定义类加载器->应用类加载器->扩展类加载器->引导类加载器

parent delegation的优势是什么？

通过parent delegation的方式，可以保证，java程序的稳定器，java判断是否是相同类，会要求两个类必须由同一类加载器加载。如果没有parent delegation的原则，对于同一个类，可能经由多个类加载器去加载。而每个类加载器加载到的类，被虚拟机认定为不同类，可想而知，这样会有多少操作和方法都不能执行。

parent delegation的实现代码？

protected synchronized Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
     throws ClassNotFoundException
    {
     // First, check if the class has already been loaded
     Class c = findLoadedClass(name);
     if (c == null) {
         try {
            if ( parent != null) {
               c = parent. loadClass(name, false);
           } else {
               c = findBootstrapClassOrNull(name);
           }
         } catch (ClassNotFoundException e) {
                // ClassNotFoundException thrown if class not found
                // from the non-null parent class loader
            }
            if (c == null) {
             // If still not found, then invoke findClass in order
             // to find the class.
             c = findClass(name);
         }
     }
     if (resolve) {
         resolveClass(c);
     }
     return c;
    }

如以上代码所示，parent delegation的实现非常简单，首先findLoadedClass（调用native方法）查找类是否已经被加载，如果类未被加载，则通过parent. loadClass(name, false);加载类，只有父加载器未加载成功，才会通过当前类加载器去加载。

特例-线程上下文类加载器：

对于大多数的类加载都可以通过parent delegation的方式去现实，但有没有特例情况呢？如：jndi接口位于rt.jar包中，rt属于java核心类，其加载都通过bootstrap class loader完成。但jndi的实现，是由外部提供，不属于rt中。非rt包中的类，对于bootstrap class loader是不可见的，是无法加载的。那在加载jndi接口的同时，怎么样去加载jndi的实现呢？这时，可以通过线程上下文类加载器去实现，线程上下文类加载器并不是一个真正的类加载器，它是相对当前类加载器来说的。

     把线程上下文类加载器定义成一种方式更合适，线程上下文类加载器其实就是一种可以在父类加载器的环境下，调用子类加载器的方式。表面上看起来似乎与parent delegation有冲突，其实不然，父类还是无法直接调用子类加载器的，能调用子类加载器的，只是在当前类加载器是父类加载器的线程环境，通过当前线程的getContextClassLoader()方法，去获取其它类加载器。示例如下：

 package com.csair.soc.thread;

 import java.io.IOException;
 import java.io.InputStream;

 public class MyClassLoader extends ClassLoader{
      @Override
      public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
             try {
                 String fileName = name.substring(name.lastIndexOf("." ) + 1)
                            + ".class";
                 InputStream is = this.getClass().getResourceAsStream(fileName);
                  if (is == null) {
                       return super.loadClass(name);
                 }
                  byte[] b = new byte[is.available()];
                 is.read(b);
                  return defineClass(name, b, 0, b. length);
            } catch (IOException e) {
                  throw new ClassNotFoundException(name);
            }
      }
 }

 package com.csair.soc.thread;

 public class ThreadContextTest {
      public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
            ThreadTest tt = new ThreadTest();
             //设置线程的上下文类加载器
            tt.setContextClassLoader( new com.csair.soc.thread.MyClassLoader());
            tt.start();
      }
      public static class ThreadTest extends Thread{
          public void run() {
                  try {
                      System. out.println( "线程上下文类加载器：" + getContextClassLoader());
                      System. out.println( "当前类加载器:" +this.getClass().getClassLoader());
                      Class<?> class1 = getContextClassLoader().loadClass("com.csair.soc.thread.ThreadContextTest" );
                      System. out.println( "加载class的类加载器:" +class1.getClassLoader());
                 } catch (ClassNotFoundException e) {
                      e.printStackTrace();
                 }
          }
      }
 }

输出结果：

线程上下文类加载器：com.csair.soc.thread.MyClassLoader@af8358

当前类加载器:sun.misc.Launcher$AppClassLoader@ad3ba4

加载class的类加载器:com.csair.soc.thread.MyClassLoader@af8358

 

通过线程上下文类加载器就能解决jndi的加载问题了，在当前类加载器为bootstrap class loader的线程环境下，线程通过getContextClassLoader()方法，获取提前设置的线程类加载器（Application class loader），去加载jndi的实现类。

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classLoader怎么样持有实体类？为什么classLoader卸载后，实体类也跟着被卸载？

classloader会有自己的命名空间，命名空间由所有以此装载器为创始类装载器的类组成。对于class的卸载，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.当某个类的加载器被gc回收之后，该类才能被卸载

Class.forname()和ClassLoader.loadClass有什么区别，首次new XXX()，是怎么加载class的？

java提供两个方法来加载类

1、隐匿加载，如new XXX()方式来隐式加载class

2、显示加载，java.lang.Class里的forName()方法,java.lang.ClassLoader里的loadClass()

forName实际上调用native方法，forName0(className, true , ClassLoader.getCallerClassLoader ());

通过当前类加载器，来加载className。第二个参数为true表示装载类的时候是否初始化该类，即调用类的静态块的语句及初始化静态成员变量。

而使用loadClass加载类时，默认是不初始化该类的。

类加载器符合parent delegation的原则，那自定义的类加载器，为什么能加载class?

自定义类加载器，可以重写loadClass不遵守parent delegation原则。另外，有些类文件对于系统的类加载器不可见，或者说系统的类加载器找不到类文件，此时，自定义类加载器通过自定义的findClass方法去找到类文件。