深入类加载器(层次结构、代理加载模式、双亲委派机制)

深入了解类加载器

类加载器的作用

• 类加载器的作用
  将class文件字节码内容加载到内存中，并将这些静态数据转换成方法区中的运行时数据结构,在堆中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区类数据的访问入口。
• 类缓存
  标准的Java SE类加载器可以按要求查找类，但一旦某个类被加载到类加载器中，它将维持加载（缓存）一段时间。不过，JVM垃圾收集器可以回收这些Class对象。

java.lang.ClassLoader类

• 作用
  – java.lang.ClassLoader类的基本职责就是根据一个指定的类的名称，找到或者生成其对应的字节代码，然后从这些字节代码中定义出一个Java 类，即 java.lang.Class类的一个实例。
  – 除此之外，ClassLoader还负责加载 Java 应用所需的资源，如图像文件和配置文件等。
• 相关方法
  getParent() 返回该类加载器的父类加载器。
  loadClass(String name) 加载名称为 name的类，返回的结果是 java.lang.Class类的实例。
  findClass(String name) 查找名称为 name的类，返回的结果是 java.lang.Class类的实例。
  findLoadedClass(String name) 查找名称为 name的已经被加载过的类，返回的结果是java.lang.Class类的实例。
  defineClass(String name, byte[] b, int off, int len) 把字节数组 b中的内容转换成 Java 类，返回的结果是java.lang.Class类的实例。这个方法被声明为 final的。
  resolveClass(Class c) 链接指定的 Java 类。
  对于以上给出的方法，表示类名称的 name参数的值是类的二进制名称。需要注意的是内部类的表示，如com.example.Sample$ 1和 com.example.Sample$Inner等表示方式。
  
  

类加载器的层次结构(树状结构)

• 引导类加载器（bootstrap class loader）
  – 它用来加载 Java 的核心库(JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar,或sun.boot.class.path路径下的内容)，是用原生代码来实现的，并不继承自 　 　java.lang.ClassLoader。
  – 加载扩展类和应用程序类加载器。并指定他们的父类加载器。
• 扩展类加载器（extensions class loader）
  – 用来加载 Java 的扩展库(JAVA_HOME/jre/ext/*.jar，或java.ext.dirs路径下的内容) 。
  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。
  – 由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader实现
• 应用程序类加载器（application class loader）
  – 它根据 Java 应用的类路径（classpath，java.class.path 路径下的内容）来加载 Java 类。一般来说，Java 应用的类都是由它来完成加载的。
  – 由sun.misc.Launcher$AppClassLoader实现
• 自定义类加载器
  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。
  

类加载器的代理模式

• 代理模式
  交给其他加载器来加载指定的类
• 双亲委托机制
  就是某个特定的类加载器在接到加载类的请求时，首先将加载任务委托给父类加载器，依次追溯，直到最高的爷爷辈的，如果父类加载器可以完成类加载任务，就成功返回；只有父类加载器无法完成此加载任务时，才自己去加载。
  
  双亲委托机制是为了保证 Java 核心库的类型安全。
  –这种机制就保证不会出现用户自己能定义java.lang.Object类的情况。(可以定义但无法使用)
  
  类加载器除了用于加载类，也是安全的最基本的屏障。

双亲委托机制是代理模式的一种
– 并不是所有的类加载器都采用双亲委托机制。
– tomcat服务器类加载器也使用代理模式，所不同的是它是首先尝试去加载某个类，如果找不到再代理给父类加载器。这与一般类加载器的顺序是相反的

获取类加载器：

package 测试类加载全过程;

/**
 * 获取类加载器
 */
public class Demo02 {
	public static void main(String[] args) {
		
		//获得正在使用的类加载器
		System.out.println(ClassLoader.getSystemClassLoader());//sun.misc.Launcher$AppClassLoader@4e0e2f2a 应用程序类加载器
		//获得正在使用的类加载器的父亲
		System.out.println(ClassLoader.getSystemClassLoader().getParent());//sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@2a139a55 扩展类加载器
		//获得正在使用的类加载器的父亲的父亲
		System.out.println(ClassLoader.getSystemClassLoader().getParent().getParent());//null 引导类加载器 是用原生代码来实现的 所以获取不到
 
		//获得目前的classpath 
		System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));//D:\Eclipse\javaworkspace\Annotation_Reflection_JVM\bin
		
		
	}
}