JVM工作原理与实战(十)：类加载器-Java类加载器

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前言

一、介绍

二、扩展类加载器

三、通过扩展类加载器去加载用户jar包

1.放入/jre/lib/ext下进行扩展

2.使用参数进行扩展

四、应用程序类加载器

总结

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前言

​JVM作为Java程序的运行环境，其负责解释和执行字节码，管理内存，确保安全，支持多线程和提供性能监控工具，以及确保程序的跨平台运行。本文主要介绍了扩展类加载器、通过扩展类加载器去加载用户jar包、应用程序类加载器等内容。 ​

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在Java虚拟机（JVM）中，类加载器负责将类的字节码文件加载到内存中，并生成对应的Class对象。类加载器是Java虚拟机中的重要组成部分，其中Java代码实现的类加载器包括扩展类加载器和应用程序类加载器（JDK8及之前的版本）。

一、介绍

扩展类加载器和应用程序类加载器是JDK中提供的、使用Java编写的类加载器。它们是sun.misc.Launcher的静态内部类，并继承自URLClassLoader。这两个类加载器具备通过目录或指定jar包将字节码文件加载到内存中的能力。此外，它们还提供了更多的功能和灵活性，以支持Java应用程序的动态类加载需求。

ClassLoader	抽象类，定义了类加载器的具体行为模式，通过JNI调用底层的Java虚拟机方 法。
SecureClassLoader	使用证书机制提升类加载的安全性。
URLClassLoader	利用URL获取目录下或者指定的jar包进行加载，获取其字节码数据。
扩展类加载器 Extension	加载Java安装目录/jre/lib/ext下的类文件。
应用程序类加载器 Application	加载classpath下的类文件。

二、扩展类加载器

扩展类加载器（Extension Class Loader）是JDK中提供的一个功能强大的类加载器，它使用Java语言编写，用于加载Java安装目录/jre/lib/ext下的类文件。该加载器继承自Java的URLClassLoader类，具有高度的灵活性和可扩展性，能够根据需要动态地加载和卸载类文件，从而满足Java应用程序的多样化需求。

ClassLoader提供了许多方法来动态加载类，如loadClass()、defineClass()等。这些方法允许程序员在运行时动态地加载类的字节码文件，并生成对应的Class对象。

案例：

获取扩展类加载器：

public class ExtClassLoaderDemo {
    public static void main(String[] args){
        ClassLoader classLoader = ScriptEnvironment.class.getClassLoader();
        System.out.println(classLoader);
    }
}

运行结果：

三、通过扩展类加载器去加载用户jar包

通过将所需的jar包放入/jre/lib/ext目录下和使用参数进行扩展两种方法，开发者可以利用扩展类加载器来加载用户提供的JAR包。在使用时，请根据具体情况选择最适合的方式，并注意避免可能出现的冲突和问题。

1.放入/jre/lib/ext下进行扩展

一种直接的方法是将所需的jar包放入/jre/lib/ext目录下，让扩展类加载器能够加载到这个jar包中的类。尽管这种方法能够使 JAR 包被类加载器加载，但并不推荐。主要原因是这涉及到更改 JDK 安装目录中的内容，可能会引发不可预测的问题，也可能影响到 JDK 的升级。

2.使用参数进行扩展

推荐，使用-Djava.ext.dirs=jar包目录进行扩展。这种方式可以加载用户提供的 JAR 包，但是会覆盖原始目录。所以在Windows上，可以使用分号（;）来分隔多个目录，在MacOS和Linux上，可以使用冒号（:）来分隔多个目录。

案例：

加载jar包（省略用户JAR包打包步骤）：

public class Demo2 {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class aClass = Class.forName("com.rye.test.Test");
        System.out.println(aClass);
        ClassLoader classLoader = aClass.getClassLoader();
        System.out.println(classLoader);
//        验证没有覆盖原始目录
        ClassLoader loader = ScriptEnvironment.class.getClassLoader();
        System.out.println(loader);
    }
}

使用-Djava.ext.dirs=jar包目录进行扩展：

-Djava.ext.dirs=jar包目录

-Djava.ext.dirs="D:\Java\jdk1.8.0_201\jre\lib\ext;D:\Test"

运行结果：

四、应用程序类加载器

应用程序类加载器（Application Class Loader）也是JDK中提供的、使用Java编写的类加载器。它的主要任务是加载应用程序的classpath下的类文件。

案例：

获取应用程序类加载器：

public class AppClassLoader {
    public static void main(String[] args) {
        // 该项目创建的Student类
        Student student = new Student();
        ClassLoader classLoader = Student.class.getClassLoader();
        System.out.println(classLoader);

        // maven依赖中的类
        ClassLoader classLoader1 = FileUtils.class.getClassLoader();
        System.out.println(classLoader1);
    }
}

运行结果：

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总结

JVM是Java程序的运行环境，负责字节码解释、内存管理、安全保障、多线程支持、性能监控和跨平台运行。本文主要介绍了扩展类加载器、通过扩展类加载器去加载用户jar包、应用程序类加载器等内容，希望对大家有所帮助。