Java中的类装载器

Java的类装载器是JRE的一部分，它动态的将类装载到JVM中。通常当类有需求的时候才会装载，属于延迟加载。由于存在类装载器，Java Runtime不需要知道文件和文件系统。

Java的类型系统包含4种类型，原始类型（primitive），数组类型（array），null类型，和class类型，class即描述对象类型的类型。

其中最重要的类型是Class。类装载器负责定位类库，读取类信息，在类库中装载类。这个装载行为是按需装载，也就是说只有当这个类要被程序使用的时候才会装载。同一个装载器只装载同一个类一次。每一个Java类必须由类装载器装载，此外，Java程序可能用到外部类库。当JVM启动的时候，会用到三个类装载器。 Bootstrap 类装载器，Extensions 类装载器，System 类装载器。

bootstrap 类加载器加载<JAVA_HOME>/jre/lib 目录中的Java核心代码，这个类加载器是JVM核心中的一部分，是原生在JVM中的。

Extensions 类加载器加载扩展目录（JAVA_HOME>/jre/lib/ext）中指定的代码，由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader实现。

System 类装载器加载java.class.path中的代码，即映射在system CLASSPATH 变量中的，由sun.misc.Launcher$AppClassLoaderclass实现。

Java中Class是一个申明了Final了的类，因此无法被继承。它的声明如下：

public final class Class extends Object

该类的实例表示了在Java应用程序中运行着的类型，类似C#中的Type。该类有一个静态方法。

static Class forName(String className)

返回的是名字为className的类或者接口。类或者接口的名字必须是完整的，包含包的名字。如果名字给错的话，会出现异常。

Class.forname和ClassLoader.loadClass()这2个方法都是根据类名动态的装载java类，但是他们行为的不同点在于使用哪个类装载器（java.lang.ClassLoader）和是否初始化类对象。

Class.forName()的最常见的形式，就是输入一个类名的字符串作为参数，总是使用调用者的classloader。这个classloader就是装载执行forName代码的类装载器。相对的ClassLoader.loadClass()是一个实例方法，要求你指定一个classloader，这个classloader可能不是装载当前调用代码的那个装载器。如果你的代码中需要使用一个指定的装载器来装载类，那么应该使用ClassLoader.loadClass()，或者是forName带有三个参数的那个重载版本。

此外，Class.forName()的常见形式初始化了要装载的类。直接表现在执行了类的静态初始化器，这个和ClassLoader.loadClass()的行为不同。ClassLoader.loadClass()只用在这个类首次使用的时候才会运行初始化器。所谓初始化器，即类中static那部分代码。

如果要装载一个已知的类，这个类有一个非常耗资源的静态初始化器，你可以选择先加载它，以保证这个类在classpath中存在，同时又希望它的初始化器只有在调用这个类的字段或者方法的时候才运行。那么方法Class.forName(String, boolean, ClassLoader)是最好的选择。

你可以设置第二个参数为false来延迟初始化器，使用第三个参数指定选用哪一个类加载器。推荐总是使用这个方法，因为这个方法最为灵活。

成功装载一个类不代表就没有问题了，如果静态初始化器中抛出一个异常，该异常会被包裹在java.lang.ExceptionInInitializerError中，那么这个类变为不能使用的。这样，如果要在代码的中处理这样异常错误，应该使用Class.forName() 方法来执行初始化器。

public class Main
{
    public static void main (String [] args) throws Exception
    {
        for (int repeat = 0; repeat < 3; ++ repeat)
        {
            try
            {
                // "Real" name for X is outer class name+$+nested class name:
                Class.forName ("Main$X");
            }
            catch (Throwable t)
            {
                System.out.println ("load attempt #" + repeat + ":");
                t.printStackTrace (System.out);
            }
        }
    }
    private static class X
    {
        static
        {
            if (++ s_count == 1)
                throw new RuntimeException ("failing static initializer...");
        }
    } // End of nested class
    private static int s_count;
} // End of class

这段代码企图装载一个类X三次，尽管X的静态初始化器只在第一次运行的时候失败，但每次调用Class.forName的时候，都会提示失败。（这样充分表明了，类的静态初始化构造器只运行一 本人住)

后续的装载失败的异常是java.lang.NoClassDefFoundError。这是因为JVM已经标记X已经被转载（在初始化器运行之前）。这个类也不会被卸载，除非当前的类装载器被垃圾回收。所以，后续的调用Class.forName()。JVM不会调用初始化器，而是误以为类没有找到。而抛出NoClassDefFoundError.

java中使用x.class语法获得一个已知类的类对象。这一细节的实现也许随着编译器的不同而不同，但是所有的这些都是会使用Class.forName()方法。