ClassLoader机制详解

定义：类加载器
ClassLoader作用：把class加载到jvm，程序可正常运行。
jvm启动时，并不会一次性加载所有的class，而是选择动态选择加载（防止一次性加载太多，内存压力太大）。

Java语言自带的三个类加载器：

Bootstrap ClassLoader ：
最顶层加载器，主要加载核心类库（%JRE_HOME%\lib下的rt.jar、resources.jar、charsets.jar和class等）。
Extention ClassLoader：
扩展类加载器（%JRE_HOME%\lib\ext目录下的jar包和class文件）
Appclass Loader：
也称为SystemAppClass ，加载当前应用的classpath的所有类

执行顺序：从上到下依次执行。

通过sun.misc.Launcher类的源码，可以的到相关信息：
1，Launcher初始化了ExtClassLoader和AppClassLoader。
2，Launcher中并没有看见BootstrapClassLoader，但通过System.getProperty("sun.boot.class.path")得到了字符串bootClassPath,这个应该就是BootstrapClassLoader加载的jar包路径。这个路径的内容全是jre目录下的jar与class文件

BootstrapClassLoader 测试
System.out.println(System.getProperty("sun.boot.class.path"));
得到：
C:\Program Files\Java\jre1.8.0_91\lib\resources.jar; 
C:\Program Files\Java\jre1.8.0_91\lib\rt.jar; 
C:\Program Files\Java\jre1.8.0_91\lib\sunrsasign.jar; 
C:\Program Files\Java\jre1.8.0_91\lib\jsse.jar; 
C:\Program Files\Java\jre1.8.0_91\lib\jce.jar; 
C:\Program Files\Java\jre1.8.0_91\lib\charsets.jar; 
C:\Program Files\Java\jre1.8.0_91\lib\jfr.jar; 
C:\Program Files\Java\jre1.8.0_91\classes

ExtClassLoader 测试
System.out.println(System.getProperty("java.ext.dirs"));
得到：
C:\Program Files\Java\jre1.8.0_91\lib\ext;C:\Windows\Sun\Java\lib\ext

AppClassLoader 测试
System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));
打印得到：
D:\workspace\ClassLoaderDemo\bin

每个类加载器都有一个父加载器

ClassLoader cl = Test.class.getClassLoader(); 
System.out.println("ClassLoader is:"+cl.toString()); 
System.out.println("ClassLoader\'s parent is:"+cl.getParent().toString());
得到：
ClassLoader is:sun.misc.Launcher$AppClassLoader@73d16e93 
ClassLoader's parent is:sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@15db9742

AppClassLoader的父加载器是ExtClassLoader，
可以通过getParent()方法获取。
父加载器不是父类

static class ExtClassLoader extends URLClassLoader {} 
static class AppClassLoader extends URLClassLoader {}

ExtClassLoader和AppClassLoader同样继承自URLClassLoader。

image.png

getParent()方法在ClassLoader当中。
getParent分为两种情况：
1.如果构造方法当中有赋值指定，则parent为指定。
2.如果创建时没有指定，则通过Launcher.getClassLoader获取，则默认为AppClassLoader。
AppClassLoader的parent是ExtClassLoader，ExtClassLoader的parent是null.

Bootstrap ClassLoader是由C/C++编写,并不是一个java类，无法在java代码中获得引用。它没有父类也就是没有父容器，它可以作为ClassLoader的父加载器。

双亲委托：

双亲委托
一个类加载器加载class或resouces时，是通过委托模式。
首先判断是否已经加载成功，
    如果么有（先不自己找），通过父加载器，然后递归下去，直到BootstrapClassLoader，
        找到直接返回，
        没有找到则一级级（ExtClassLoader->AppClassLoader-->...）返回直到找到对象。

image.png

一个AppClassLoader查找资源时，先看看缓存是否有，缓存有从缓存中获取，否则委托给父加载器。
递归，重复第1部的操作。
如果ExtClassLoader也没有加载过，则由Bootstrap ClassLoader出面，它首先查找缓存，如果没有找到的话，就去找自己的规定的路径下，也就是sun.mic.boot.class下面的路径。找到就返回，没有找到，让子加载器自己去找。
Bootstrap ClassLoader如果没有查找成功，则ExtClassLoader自己在java.ext.dirs路径中去查找，查找成功就返回，查找不成功，再向下让子加载器找。
ExtClassLoader查找不成功，AppClassLoader就自己查找，在java.class.path路径下查找。找到就返回。如果没有找到就让子类找，如果没有子类会怎么样？抛出各种异常。

加载详情图：

image.png

重要方法：

loadClass()

protected Class loadClass(String name, boolean resolve)
        throws ClassNotFoundException
    {
        synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
            // 首先，检测是否已经加载
            Class c = findLoadedClass(name);
            if (c == null) {
                long t0 = System.nanoTime();
                try {
                    if (parent != null) {
                        //父加载器不为空则调用父加载器的loadClass
                        c = parent.loadClass(name, false);
                    } else {
                        //父加载器为空则调用Bootstrap Classloader
//这也解释了ExtClassLoader的parent为null,但仍然说Bootstrap ClassLoader是它的父加载器。 
                        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.
                    long t1 = System.nanoTime();
                    //父加载器没有找到，则调用findclass
                    c = findClass(name);
                    // this is the defining class loader; record the stats
                    sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
                }
            }
            if (resolve) {
                //调用resolveClass()，生成最终的Class对象。
                resolveClass(c);
            }
            return c;
        }
    }

上面的代码也解释了双亲委托机制。

自定义classLoader建议：覆盖findClass()方法，而不要直接改写loadClass()方法。

用途：
这些类加载器默认只能加载指定目录的jar或资源文件。当你想要突破内置加载器的限制时，可以玩出花样来。
如果要想动态加载某些磁盘的资源，或通过网络下载class后加载，这样就可以自定义classLoader去做这些事。

步骤：

    1. 编写一个类继承自ClassLoader抽象类。
    2. 复写它的findClass()方法。
    3. 在findClass()方法中调用defineClass()。

defineClass()能将class二进制内容转换成Class对象，如果不符合要求的会抛出各种异常。
注意点：一个ClassLoader在创建时如果没有指定parent，则parent默认为AppClassLoader，这样就能够保证它能访问系统内置加载器加载成功的class文件。

常见用途：将一个class用特定规则加密，然后在自定义的ClassLoader进行解密后在程序中加载使用。只有在我们自定义的加载器里能解密，提高了程序安全性。

Context ClassLoader 线程上下文类加载器
每个Thread都有一个相关联的ClassLoader，默认是AppClassLoader。并且子线程默认使用父线程的ClassLoader除非子线程特别设置。（Thread.currentThread().setContextClassLoader(xxxLoader);）

总结：
1. ClassLoader用来加载class文件的。
2. 系统内置的ClassLoader通过双亲委托来加载指定路径下的class和资源。
3. 可以自定义ClassLoader一般覆盖findClass()方法。
4. ContextClassLoader与线程相关，可以获取和设置，可以绕过双亲委托的机制。

详情参考：http://blog.csdn.net/briblue/article/details/54973413

ClassLoader机制详解

你可能感兴趣的:(ClassLoader机制详解)