Java类加载器ClassLoader

注：这是自己在复习java基础知识的时候，从书本和网络当中整理出来的，目前还不是很完善，欢迎大家补充和讨论，谢谢。

1. 类加载器（class loader）是用来加载java类到java虚拟机中，是JVM实现的一部分。与C和C++不同，java程序并不是一个可执行文件，而是由许多独立的类文件组成的，每一个文件对应一个java类。此外，这些类文件并非全部装入内存，而是根据程序需要逐渐载入，所以就有ClassLoader产生。

2. 类记载器大致可以分为两类：系统提供+由java应用开发人员编写。系统提供主要有下面三种：

(1),bootstrap classloader，也叫启动类加载器，是用C++语言写的，是虚拟机自身的一部分。它是在Java虚拟机启动后初始化的，它用来加载java核心的API，以满足java程序最基本的需求，是用原生代码实现的，并不继承自java.lang.ClassLoader。其中就包括要加载用户自定义的ClassLoader。

(2),ExtClassLoader，扩展类加载器，Bootstrap loader加载ExtClassLoader,并且将ExtClassLoader的父加载器设置为Bootstrp loader。该加载器使用java写的，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。

(3),AppClassLoader，Bootstrp loader加载完ExtClassLoader后，就会加载AppClassLoader,并且将AppClassLoader的父加载器指定为 ExtClassLoader。它也是用java写的，它根据java应用的类路径（CLASSPATH）来加载类。一般来说，java应用的类都是由它来完成加载的。通常，在没有指定ClassLoader的情况下，程序员自定义的类就由该ClassLoader加载。ClassLoader中有个getSystemClassLoader方法,此方法返回的正是AppclassLoader.

3.加载流程：JVM启动时，运行bootstrap classloader，该ClassLoader加载java核心API（ExtClassLoader和AppClassLoader也在此时被加载），然后调用ExtClassLoader加载扩展API，最后AppClassLoader加载CLASSPATH目录下定义的Class，这就是一个程序最基本的加载流程。

4.加载时的父类委托模式：

（1）当前ClassLoader首先从自己已经加载的类中查询是否此类已经加载，如果已经加载则直接返回原来已经加载的类。

（2）当前classLoader的缓存中没有找到被加载的类的时候，委托父类加载器去加载，父类加载器采用同样的策略，首先查看自己的缓存，然后委托父类的父类去加载，一直到bootstrap ClassLoader.

（3）当所有的父类加载器都没有加载的时候，再由当前的类加载器加载，并将其放入它自己的缓存中，以便下次有加载请求的时候直接返回。

伪代码：

//首先检查该name指定的class是否被加载

Class c = findLoaderClass(name);

//如果该类没有被加载，则调用父类加载器进行加载

if(c==null)

if(parent != null)

c= parent.loadClass(name,false);

//如果parent为null，则调用boottrapClassLoader进行加载

c = findBootstrapClass(name)

//如果仍然无法加载，则调用自身的findClass进行加载

c = findClass(name);

这样做的目的第一是可以避免重复加载，当父类已经加载该类的时候，子类就没必要再加载一次。第二就是考虑到安全因素，如果不使用这种模式，那么可以随时使用自定义的String来动态替代Java核心API中定义的类型，这样会存在非常大的安全隐患，而父类委托模式就可以避免这种情况，因为String已经在启动时被加载，所以用户自定义类是无法加载一个自定义的ClassLoader。

还有另外一种说法，引用别人的话：

Java为什么要采用这样的委托机制？理解这个问题，我们引入另外一个关于Classloader的概念“命名空间”， 它是指要确定某一个类，需要类的全限定名以及加载此类的ClassLoader来共同确定。也就是说即使两个类的全限定名是相同的，但是因为不同的 ClassLoader加载了此类，那么在JVM中它是不同的类。明白了命名空间以后，我们再来看看委托模型。采用了委托模型以后加大了不同的 ClassLoader的交互能力，比如上面说的，我们JDK本生提供的类库，比如hashmap,linkedlist等等，这些类由bootstrp 类加载器加载了以后，无论你程序中有多少个类加载器，那么这些类其实都是可以共享的，这样就避免了不同的类加载器加载了同样名字的不同类以后造成混乱。

5.自己实现ClassLoader

在绝大多数情况下系统默认提供的类加载器实现已经可以满足需求。但是在某些情况下，还是需要为应用开发出自己的类加载器。比如您的应用通过网络来传输 Java 类的字节代码，为了保证安全性，这些字节码经过了加密处理。这个时候您就需要自己的类加载器来从某个网络地址上读取加密后的字节代码，接着进行解密和验证，最后定义出要在 Java 虚拟机中运行的类来。