深入理解java类加载器ClassLoader

类加载器（class loader）用来加载 Java 类到 Java 虚拟机中。一般来说，Java 虚拟机使用 Java 类的方式如下：Java 源程序（.java 文件）在经过 Java 编译器编译之后就被转换成 Java 字节代码（.class 文件）。类加载器负责读取 Java 字节代码，并转换成java.lang.Class类的一个实例。每个这样的实例用来表示一个 Java 类。通过此实例的 newInstance()方法就可以创建出该类的一个对象，也就是万能的Class对象。

Java 中的类加载器大致可以分成两类，一类是系统提供的，另外一类则是由 Java 应用开发人员编写的。系统提供的类加载器主要有下面三个：

• 引导类加载器（bootstrap class loader）：它用来加载 Java 的核心库，是用原生代码来实现的，并不继承自 java.lang.ClassLoader。
• 扩展类加载器（extensions class loader）：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。
• 系统类加载器（system class loader）：它根据 Java 应用的类路径（CLASSPATH）来加载 Java 类。一般来说，Java 应用的类都是由它来完成加载的。可以通过 ClassLoader.getSystemClassLoader()来获取它。 下面这段代码的输出结果可以显示出classloader的树状组织结构。

•  public class ClassLoaderTest {
       public static void main(String[] args){
            ClassLoader loader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader();
               while (loader != null) {
                   System.out.println(loader.toString());
                   loader = loader.getParent();
               }
       }
   }

  程序的输出如下：
  sun.misc.Launcher$AppClassLoader@70a0afab
  sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@456d3d51

  第一个输出的是 ClassLoaderTree类的类加载器，即系统类加载器。它是sun.misc.Launcher$AppClassLoader类的实例；第二个输出的是扩展类加载器，是sun.misc.Launcher$ExtClassLoader类的实例。需要注意的是这里并没有输出引导类加载器，这是由于有些 JDK 的实现对于父类加载器是引导类加载器的情况，getParent()方法返回 null。

  在了解了类加载器的树状组织结构之后，下面介绍类加载器的代理模式。
  

  classloader 加载类用的是全盘负责委托机制。所谓全盘负责，即是当一个classloader加载一个Class的时候，这个Class所依赖的和引用的所有 Class也由这个classloader负责载入，除非是显式的使用另外一个classloader载入；委托机制则是先让parent（父）类加载器 (而不是super，它与parent classloader类不是继承关系)寻找，只有在parent找不到的时候才从自己的类路径中去寻找。此外类加载还采用了cache机制，也就是如果 cache中保存了这个Class就直接返回它，如果没有才从文件中读取和转换成Class，并存入cache，这就是为什么我们修改了Class但是必 须重新启动JVM才能生效的原因。
  
  每个ClassLoader加载Class的过程是：
  1.检测此Class是否载入过（即在cache中是否有此Class），如果有到8,如果没有到2
  2.如果parent classloader不存在（没有parent，那parent一定是bootstrap classloader了），到4；如果存在，到3
  3.请求parent classloader载入，如果成功到8，不成功到5
  4.请求jvm从bootstrap classloader中载入，如果成功到8
  5.寻找Class文件（从与此classloader相关的类路径中寻找）。找到了到6，如果找不到则到7.
  6.从文件中载入Class，到8.
  7.抛出ClassNotFoundException.
  8.返回Class.
  
  

  总结一下，类加载器的顺序是：
  先是bootstrap classloader，然后是extension classloader，最后才是system classloader。这样做的原因是出于安全性的考虑，试想如果system classloader“亲自”加载了一个具有破坏性的“java.lang.System”类的后果吧。这种委托机制保证了用户即使具有一个这样的类， 也把它加入到了类路径中，但是它永远不会被载入，因为这个类总是由bootstrap classloader来加载的。大家可以执行一下以下的代码：
  System.out.println(System.class.getClassLoader());
  将会看到结果是null，这就表明java.lang.System是由bootstrap classloader加载的，因为bootstrap classloader不是一个真正的ClassLoader实例，而是由JVM实现的，正如前面已经说过的。

  简而言之，就是自底向上检查类是否已经被加载，然后自顶向下尝试加载类。

  值得一提的是tomcat的WebAppClassLoader 这个相当于用户自定义加载器，为每个部署在独立tomcat实例上的web应用而创建。该加载器加载的类对于自身应用中的类都是可见的但对于其他web应用不可见，它负责加载下面路径中的类

  /WEB-INF/classes

  • /WEB-INF/lib

  和java2中的加载类的代理模式方式不同，webapp xx 类加载器采用的是另一种类加载模式（Servlet 2.4规范9.7.2节 web Application Classloader中建议使用这种方式），当一个request对象加载一个由webappxx Classloader负责加载的类时，webappxx Classloader 将首先在本地库（WEB-INF）进行搜索，与传统的委托给父加载器进行搜索的方式不同。

转自：http://www.2cto.com/kf/201408/326830.html