Java的类加载器ClassLoader

Java类加载方式采取树形结构的双亲委托机制。如下图：

树形结构.png

Bootstrap：加载rt.jar中所有的类，C/C++编写，Java中不存在该类
ExtClassLoader：加载ext目录下所有的扩展类
AppClassLoader：加载应用类，一般为我们编写的字节码

类加载器的规则：

image.png

如上图，加载类的时候，先看自身的ClassLoader是否已经加载过该类，加载过就直接获取；如果未加载过，则看父加载器是否已经加载过该类......以此类推。
另外需要注意，被当前类引用的类的加载应该由加载当前类的ClassLoader或者父加载器加载，否则会抛异常。

比如：如果一个类是用AppClassLoader加载的，我们把该类转移到ext目录下，该类继承的类本来也是AppClassLoader加载，由于我们把该类交由给ExtClassLoader加载了，按照加载规则，ExtClassLoader未加载到继承的类，抛异常ClassNotFoundException。

看代码示例：

public class ClassLoaderTest {

    public static void main(String[] args) {
        ClassLoader classLoader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader();
        System.out.println(classLoader.getClass().getName());
        System.out.println(int.class.getClassLoader());
        System.out.println(String.class.getClassLoader());
        System.out.println(System.class.getClassLoader());

        while (classLoader != null){
            System.out.println(classLoader.getClass().getName());
            classLoader = classLoader.getParent();
        }
    }
}

打印结果：

sun.misc.Launcher$AppClassLoader
null
null
null
sun.misc.Launcher$AppClassLoader
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader

需要注意的是，类的加载器的父亲并不是其真正的父类，看JDK源码得知，AppClassLoader和ExtClassLoader都属于Launcher类的静态内部类，都继承于URLClassLoader，继承关系如下图：

image.png image.png

源代码简略如下：

public class Launcher {

    static class AppClassLoader extends URLClassLoader {
        ...
    }

    static class ExtClassLoader extends URLClassLoader {
        ...
    }

}

那么如何自定义一个类加载器呢？
很简单，只需要继承ClassLoader类，并复写findClass()方法即可。
注意：自定义类加载器的默认父加载器是AppClassLoader。
代码如下：

public class MyClassLoader extends ClassLoader {

    private String path;

    public MyClassLoader(String path) {
        this.path = path;
    }

    /**
     * @param name 类的全路径（包名+类名），比如cn.tl.domain.Employee
     * @return
     * @throws ClassNotFoundException
     */
    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        System.out.println("MyClassLoader findClass execute...");

        String filePath = path + name.replace('.', File.separatorChar) + ".class";
        try (
                FileInputStream fis = new FileInputStream(filePath);
                ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream()
        ) {
            int len;
            while ((len = fis.read()) != -1) {
                bos.write(len);
            }
            byte[] bytes = bos.toByteArray();
            return defineClass(name, bytes, 0, bytes.length);
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        return super.findClass(name);
    }
}

测试类：

public class MyClassLoaderTest {

    public static void main(String[] args) throws Exception{
        Class<?> aClass = new MyClassLoader("F:\\").loadClass("cn.tl.domain.Employee");
        System.out.println(aClass.getClassLoader().getClass().getName());
        Object o = aClass.newInstance();
        System.out.println(o);
    }
}

打印结果：

sun.misc.Launcher$AppClassLoader
Employee [name=null, age=0]

有人可能会发现并没有打印MyClassLoader findClass execute...，类加载器也是AppClassLoader，但是类加载到了，我们自定义的加载器根本没有起作用。请删除工作空间编译后的class文件，否则AppClassLoader加载到该类，就终止加载流程了，根本就没MyClassLoader的事了。
删除工作空间的class文件后的打印结果：

MyClassLoader findClass execute...
cn.tl.classloader.MyClassLoader
Employee [name=null, age=0]

结果完美。

以上。