浅谈Java类加载：ClassLoader

关于java文件的编译，我们都知道这是通过虚拟机JVM将源代码装换为源指令，并且以.class为扩展名的类文件中，每个类文件都包含某个类或者接口的定义和代码实现。下面是JVM加载Test.class文件的步骤：（摘录自《java核心技术 卷二》）

1.虚拟机JVM有一个用于加载类文件的机制，例如，从磁盘上读取文件或者请求web上的文件；虚拟机使用该机制来加载Test类文件中的内容。

2.如果Test类拥有类型为另一个类的域，或者是拥有超类，那么这些类文件也会被加载。（加载某个类所依赖的所有类的过程称为类的解析。）

3.接着，虚拟机执行Test中的main方法(因为main方法是静态的，无需创建类的实例)。

4.如果main方法或者main调用的方法需要更多的类，那么接下来就会加载这些类。然而，类加载机制并非只使用单个的类加载器。每个Java程序至少拥有三个类加载器：引导类加载器、扩展类加载器和系统加载器（有时也称为应用类加载器），引导类加载器负责加载系统类(通常从JAR文件rt.jar中进行加载)。他是虚拟机不可分割的一部分，而且通常是使用C语言实现的。引导类加载器没有对应的ClassLoader对象，例如：String.class.getClassLoader()将返回null。

扩展类加载器用于从jre/lib/ext目录加载“标准的扩展”。可以将JAR文件放入该目录，这样即使没有任何类路径，扩展类加载器也可以找到其中的各个类。

系统类加载器用于加载应用类，他在CLASSPATH环境变量或者-classpath命令行选项设置的类路径中的目录或者是JAR/ZIP文件里查找这些类。

从上面的实现步骤中我们可以发现，类加载器是JVM不会可或缺的一部分，那么到底什么是类加载器呢？

Java类加载器（英语：Java Classloader）是Java运行时环境（Java Runtime Environment）的一部分，负责动态加载Java类到Java虚拟机的内存空间中。类通常是按需加载，即第一次使用该类时才加载。由于有了类加载器，Java运行时系统不需要知道文件与文件系统。学习类加载器时，掌握Java的委派概念很重要。(来自维基百科的定义)

我们来看看类加载器的结构:

图片非原创

自定义的类加载器 通过继承ClassLoader实现，而扩展类加载器和系统类加载器都是通过java实现的，在Oracle的Java语言实现中，他们都是URLClassLoader的实例，并且他们都是通过sun.misc.Launcher进行初始化，而Launcher类则由根类加载器进行加载。

看下Launcher初始化代码：

public Launcher() {

        Launcher.ExtClassLoader var1;

        try {

            //初始化扩展类加载器，注意这里构造函数没有入参，即无法获取根类加载器

            var1 = Launcher.ExtClassLoader.getExtClassLoader();

        } catch (IOException var10) {

            throw new InternalError("Could not create extension class loader", var10);

        }

        try {

            //初始化应用类加载器，注意这里的入参就是扩展类加载器

            this.loader = Launcher.CryptoClassLoader .getAppClassLoader(var1);

        } catch (IOException var9) {

            throw new InternalError("Could not create application class loader", var9);

        }

        Thread.currentThread().setContextClassLoader(this.loader)；

}

注明：代码来自https://www.jianshu.com/p/a6ba4f152968

接下来我们再进一步了解一下双亲委托模型：

类加载器中存在一种父子关系，除了引导类加载器外，每个类都有一个父类加载器。根据规定，类加载器会为他的父类加载器一个机会，也就是，只有当父类加载器加载失败时，才会使用子类加载器进行加载。例如：当要求系统类加载器加载一个系统类（比如java.util.ArrayList）时，他会首先要求扩展类加载器进行加载，而扩展类加载器又会先要求引导类加载器进行加载；引导类加载器查找并加载rt.jar中的这个类，这样就无需其他类加载器做过多的搜索。那么问题来了，自定义类加载器的层级肯定是最低的，我们怎么去确保自定义的类加载器能够产生作用呢?

针对这种问题，我们使用两种方式进行解决：

想要实现自己的类加载器且不破坏双亲委派模型，只需要继承ClassLoader类并重写findClass方法。

想要实现自己的类加载器并且破坏双亲委派模型，则需要继承ClassLoader类并重写loadClass，findClass方法

接下的更多细节圣洁代码，为了文章排版不至于太乱（一直没搞懂为什么有些皆有可以使用查查代码片段的功能，难不成这是VIP的特权？？），接下来的文章可以移步去我的CSDN博客浅谈Java类加载：ClassLoader，欢迎大家提出问题！