Java 类装载器

类装载器

基本概念：

顾名思义，类加载器（class loader）用来把Java 类动态的加载到 Java 虚拟机中。也就是说当程序需要某个类时，类加载器就把这个类的二进行加入到虚拟机中。

类加载器的树状组织结构

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。系统提供的类加载器主要有下面三个：

引导类加载器（bootstrap class loader）：它用来加载 Java 的核心库，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）：它用来加载 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。
系统类加载器（system class loader）：它根据 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。可以通过 ClassLoader.getSystemClassLoader()来获取它。

其中，根装载器不是ClassLoader的子类，它使用C++编写，因此我们在Java中看不到它。开发人员可以通过继承 java.lang.ClassLoader类的方式实现自己的类加载器，以满足一些特殊的需求。

代码查看树型结构：

 public class ClassLoaderTest {

     public static void main(String[] args) {
         ClassLoader loader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
         System.out.println("current loader:" + loader);
         System.out.println("parent loader:" + loader.getParent());
         System.out.println("grandparent loader:" + loader.getParent().getParent());
     }
 }

运行结果：

current loader:sun.misc.Launcher$AppClassLoader@73d16e93
parent loader:sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@15db9742
//根装载器在Java中访问不到，所以返回null
grandparent loader:null

加载类的过程

类装载器就是寻找类的字节码文件并构造出类在JVM内部表示的对象组件。在java中，类装载器把一个类装入JVM中，要经过以下步骤：

1、装载：查找和导入Class文件；

2、链接：执行校验、准备和解析步骤，其中解析步骤是可以选择的：

　　a) 校验：检查载入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：对类的静态变量、静态代码块执行初始化工作。

　　JVM装载类时使用“全盘负责委托机制”。所谓全盘负责，即是当一个Classloader加载一个Class的时候，这个Class所依赖的和引用的所有 Class也由这个classloader负责载入，除非是显式的使用另外一个classloader载入；“委托机制”则是先让parent（父）类加载器 (而不是super，它与parent classloader类不是继承关系)寻找，只有在parent找不到的时候才从自己的类路径中去寻找。这一点是从安全角度考虑的，试想如果有人编写了一个恶意的基础类（如java.lang.String）并装载到JVM中将会引起多么可怕的后果。但是由于有了“全盘负责委托机制”，java.lang.String永远是由根装载器来装载的，这样就避免了上述事件的发生。此外类加载还采用了cache机制，也就是如果 cache中保存了这个Class就直接返回它，如果没有才从文件中读取和转换成Class，并存入cache，这就是为什么我们修改了Class但是必须重新启动JVM才能生效的原因。