一、什么是ClassLoader？

　　大家都知道，當(dāng)我們寫好一個Java程序之后，不是管是CS還是BS應(yīng)用，都是由若干個.class文件組織而成的一個完整的Java應(yīng)用程序，當(dāng)程序在運(yùn)行時，即會調(diào)用該程序的一個入口函數(shù)來調(diào)用系統(tǒng)的相關(guān)功能，而這些功能都被封裝在不同的class文件當(dāng)中，所以經(jīng)常要從這個class文件中要調(diào)用另外一個class文件中的方法，如果另外一個文件不存在的，則會引發(fā)系統(tǒng)異常。而程序在啟動的時候，并不會一次性加載程序所要用的所有class文件，而是根據(jù)程序的需要，通過Java的類加載機(jī)制（ClassLoader）來動態(tài)加載某個class文件到內(nèi)存當(dāng)中的，從而只有class文件被載入到了內(nèi)存之后，才能被其它c(diǎn)lass所引用。所以ClassLoader就是用來動態(tài)加載class文件到內(nèi)存當(dāng)中用的。

　　二、Java默認(rèn)提供的三個ClassLoader

　　1. Bootstrap ClassLoader：稱為啟動類加載器，是Java類加載層次中最頂層的類加載器，負(fù)責(zé)加載JDK中的核心類庫，如：rt.jar、resources.jar、charsets.jar等，可通過如下程序獲得該類加載器從哪些地方加載了相關(guān)的jar或class文件：

　　URL［］ urls = sun .misc.Launcher.getBootstrapClassPath（） .getURLs（） ; for （int i = 0; i 《 urls.length; i++） { System .out.println（urls［i］ .toExternalForm（）） ; }

　　以下內(nèi)容是上述程序從本機(jī)JDK環(huán)境所獲得的結(jié)果：

　　file:/ C:/Program%20Files/ Java/jdk1. 6.0_22/jre/lib/resources.jar file:/C:/Program%20Files/ Java/jdk1. 6.0_22/jre/lib/rt.jar file:/ C:/Program%20Files/ Java/jdk1.6.0_22/jre/lib/sunrsasign.jar file:/ C:/Program%20Files/ Java/jdk1. 6.0_22/jre/lib/jsse.jarfile:/ C:/Program%20Files/ Java/jdk1. 6.0_22/jre/lib/jce.jar file:/ C:/Program%20Files/Java/jdk1. 6.0_22/jre/lib/charsets.jar file:/ C:/Program%20Files/ Java/jdk1.6.0_22/jre/classes/

　　其實(shí)上述結(jié)果也是通過查找sun.boot.class.path這個系統(tǒng)屬性所得知的。

　　System .out.println（System .getProperty（ “sun.boot.class.path”）） ;

　　打印結(jié)果：

　　C： \ProgramFiles \Java\jdk1.6.0_22 \jre\lib\resources.jar;C： \ProgramFiles\Java\jdk1.6.0_22 \jre\lib\rt.jar;C： \ProgramFiles \Java\jdk1.6.0_22 \jre\lib\sunrsasign.jar;C：\ProgramFiles \Java\jdk1.6.0_22 \jre\lib\jsse.jar;C： \ProgramFiles \Java\jdk1.6.0_22\jre\lib\jce.jar;C： \ProgramFiles \Java\jdk1.6.0_22 \jre\lib\charsets.jar;C： \ProgramFiles\Java\jdk1.6.0_22 \jre\classes

　　2.Extension ClassLoader：稱為擴(kuò)展類加載器，負(fù)責(zé)加載Java的擴(kuò)展類庫，默認(rèn)加載JAVA_HOME/jre/lib/ext/目下的所有jar。

　　3.App ClassLoader：稱為系統(tǒng)類加載器，負(fù)責(zé)加載應(yīng)用程序classpath目錄下的所有jar和class文件。

　　注意： 除了Java默認(rèn)提供的三個ClassLoader之外，用戶還可以根據(jù)需要定義自已的ClassLoader，而這些自定義的ClassLoader都必須繼承自java.lang.ClassLoader類，也包括Java提供的另外二個ClassLoader（Extension ClassLoader和App ClassLoader）在內(nèi)，但是Bootstrap ClassLoader不繼承自ClassLoader，因?yàn)樗皇且粋€普通的Java類，底層由C++編寫，已嵌入到了JVM內(nèi)核當(dāng)中，當(dāng)JVM啟動后，Bootstrap ClassLoader也隨著啟動，負(fù)責(zé)加載完核心類庫后，并構(gòu)造Extension ClassLoader和App ClassLoader類加載器。

　　三、ClassLoader加載類的原理

　　1、原理介紹

　　ClassLoader使用的是雙親委托模型來搜索類的，每個ClassLoader實(shí)例都有一個父類加載器的引用（不是繼承的關(guān)系，是一個包含的關(guān)系），虛擬機(jī)內(nèi)置的類加載器（Bootstrap ClassLoader）本身沒有父類加載器，但可以用作其它ClassLoader實(shí)例的的父類加載器。當(dāng)一個ClassLoader實(shí)例需要加載某個類時，它會試圖親自搜索某個類之前，先把這個任務(wù)委托給它的父類加載器，這個過程是由上至下依次檢查的，首先由最頂層的類加載器Bootstrap ClassLoader試圖加載，如果沒加載到，則把任務(wù)轉(zhuǎn)交給Extension ClassLoader試圖加載，如果也沒加載到，則轉(zhuǎn)交給App ClassLoader 進(jìn)行加載，如果它也沒有加載得到的話，則返回給委托的發(fā)起者，由它到指定的文件系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)等URL中加載該類。如果它們都沒有加載到這個類時，則拋出ClassNotFoundException異常。否則將這個找到的類生成一個類的定義，并將它加載到內(nèi)存當(dāng)中，最后返回這個類在內(nèi)存中的Class實(shí)例對象。

　　2、為什么要使用雙親委托這種模型呢？

　　因?yàn)檫@樣可以避免重復(fù)加載，當(dāng)父親已經(jīng)加載了該類的時候，就沒有必要子ClassLoader再加載一次。考慮到安全因素，我們試想一下，如果不使用這種委托模式，那我們就可以隨時使用自定義的String來動態(tài)替代java核心api中定義的類型，這樣會存在非常大的安全隱患，而雙親委托的方式，就可以避免這種情況，因?yàn)镾tring已經(jīng)在啟動時就被引導(dǎo)類加載器（Bootstrcp ClassLoader）加載，所以用戶自定義的ClassLoader永遠(yuǎn)也無法加載一個自己寫的String，除非你改變JDK中ClassLoader搜索類的默認(rèn)算法。

　　3、 但是JVM在搜索類的時候，又是如何判定兩個class是相同的呢？

　　JVM在判定兩個class是否相同時，不僅要判斷兩個類名是否相同，而且要判斷是否由同一個類加載器實(shí)例加載的。只有兩者同時滿足的情況下，JVM才認(rèn)為這兩個class是相同的。就算兩個class是同一份class字節(jié)碼，如果被兩個不同的ClassLoader實(shí)例所加載，JVM也會認(rèn)為它們是兩個不同class。比如網(wǎng)絡(luò)上的一個Java類org.classloader.simple.NetClassLoaderSimple，javac編譯之后生成字節(jié)碼文件NetClassLoaderSimple.class，ClassLoaderA和ClassLoaderB這兩個類加載器并讀取了NetClassLoaderSimple.class文件，并分別定義出了java.lang.Class實(shí)例來表示這個類，對于JVM來說，它們是兩個不同的實(shí)例對象，但它們確實(shí)是同一份字節(jié)碼文件，如果試圖將這個Class實(shí)例生成具體的對象進(jìn)行轉(zhuǎn)換時，就會拋運(yùn)行時異常java.lang.ClassCaseException，提示這是兩個不同的類型。現(xiàn)在通過實(shí)例來驗(yàn)證上述所描述的是否正確：

　　1）、在web服務(wù)器上建一個org.classloader.simple.NetClassLoaderSimple.java類

　　packageorg.classloader.simple; /** * Java學(xué)習(xí)交流QQ群：589809992 我們一起學(xué)Java！ */publicclassNetClassLoaderSimple{privateNetClassLoaderSimple instance;publicvoidsetNetClassLoaderSimple（Object obj） { this.instance = （NetClassLoaderSimple）obj; } }

　　org.classloader.simple.NetClassLoaderSimple類的setNetClassLoaderSimple方法接收一個Object類型參數(shù)，并將它強(qiáng)制轉(zhuǎn)換成org.classloader.simple.NetClassLoaderSimple類型。

　　2）、測試兩個class是否相同（NetWorkClassLoader.java）

　　packageclassloader; /** * Java學(xué)習(xí)交流QQ群：589809992 我們一起學(xué)Java！ */publicclassNewworkClassLoaderTest{publicstaticvoidmain（String［］ args） { try{ //測試加載網(wǎng)絡(luò)中的class文件 String rootUrl = “http://localhost:8080/httpweb/classes”; String className = “org.classloader.simple.NetClassLoaderSimple”; NetworkClassLoader ncl1 = newNetworkClassLoader（rootUrl）; NetworkClassLoader ncl2 =newNetworkClassLoader（rootUrl）; Class《？》 clazz1 = ncl1.loadClass（className）; Class《？》 clazz2 = ncl2.loadClass（className）; Object obj1 = clazz1.newInstance（）; Object obj2 = clazz2.newInstance（）; clazz1.getMethod（ “setNetClassLoaderSimple”， Object.class）.invoke（obj1， obj2）; } catch（Exception e） { e.printStackTrace（）; } } }

　　首先獲得網(wǎng)絡(luò)上一個class文件的二進(jìn)制名稱，然后通過自定義的類加載器NetworkClassLoader創(chuàng)建兩個實(shí)例，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)地址分別加載這份class，并得到這兩個ClassLoader實(shí)例加載后生成的Class實(shí)例clazz1和clazz2，最后將這兩個Class實(shí)例分別生成具體的實(shí)例對象obj1和obj2，再通過反射調(diào)用clazz1中的setNetClassLoaderSimple方法。

　　3）、查看測試結(jié)果

　　結(jié)論：從結(jié)果中可以看出，雖然是同一份class字節(jié)碼文件，但是由于被兩個不同的ClassLoader實(shí)例所加載，所以JVM認(rèn)為它們就是兩個不同的類。

相關(guān)電子資料下載

• 一文詳解ZGC關(guān)鍵技術(shù) 26
• SpringBoot物理線程、虛擬線程、Webflux性能比較 37
• Rust語言為什么這么卷？ 21
• 什么是分布式鎖 Redis的五種分布式鎖方案 32
• Guava中這些Map的操作，讓我的代碼量減少了50% 70
• java實(shí)現(xiàn)定時器的四種方式 83
• 基于OkHttp 3.10.0的源碼案例解析 26
• 如何用Rust通過JNI和Java進(jìn)行交互 120
• JVM指針壓縮的工作原理 66
• 什么是SQL注入？Java項(xiàng)目防止SQL注入方式 37