1.java.lang.ClassLoader類介紹
java.lang.ClassLoader類的基本職責就是根據一個指定的類的名稱，找到或者生成其對應的字節代碼，然後從這些字節代碼中定義出一個Java 類，即 java.lang.Class類的一個實例。
ClassLoader提供了一系列的方法，比較重要的方法如：
2.JVM中類加載器的樹狀層次結構
Java 中的類加載器大致可以分成兩類，一類是系統提供的，另外一類則是由 Java 應用開發人員編寫的。
引導類加載器（bootstrap class loader）：
它用來加載 Java 的核心庫(jre/lib/rt.jar)，是用原生C++代碼來實現的，並不繼承自java.lang.ClassLoader。
加載擴展類和應用程序類加載器，並指定他們的父類加載器，在java中獲取不到。
擴展類加載器（extensions class loader）：
它用來加載 Java 的擴展庫(jre/ext/*.jar)。Java 虛擬機的實現會提供一個擴展庫目錄。該類加載器在此目錄裡面查找並加載 Java 類。
應用程序類加載器（application class loader）：
它根據 Java 應用的類路徑（CLASSPATH）來加載 Java 類。一般來說，Java 應用的類都是由它來完成加載的。可以通過 ClassLoader.getSystemClassLoader()來獲取它。
自定義類加載器（custom class loader）：
除了系統提供的類加載器以外，開發人員可以通過繼承 java.lang.ClassLoader類的方式實現自己的類加載器，以滿足一些特殊的需求。
以下測試代碼可以證明此層次結構：
public class testClassLoader {
@Test
public void test(){
//application class loader
System.out.println(ClassLoader.getSystemClassLoader());
//extensions class loader
System.out.println(ClassLoader.getSystemClassLoader().getParent());
//bootstrap class loader
System.out.println(ClassLoader.getSystemClassLoader().getParent().getParent());
}
}
輸出為：
可以看出ClassLoader類是由AppClassLoader加載的。他的父親是ExtClassLoader，ExtClassLoader的父親無法獲取是因為它是用C++實現的。
3.雙親委派機制
某個特定的類加載器在接到加載類的請求時，首先將加載任務委托交給父類加載器，父類加載器又將加載任務向上委托，直到最父類加載器，如果最父類加載器可以完成類加載任務，就成功返回，如果不行就向下傳遞委托任務，由其子類加載器進行加載。
雙親委派機制的好處：
保證java核心庫的安全性（例如：如果用戶自己寫了一個java.lang.String類就會因為雙親委派機制不能被加載，不會破壞原生的String類的加載）
代理模式
與雙親委派機制相反，代理模式是先自己嘗試加載，如果無法加載則向上傳遞。tomcat就是代理模式。
4.自定義類加載器
public class MyClassLoader extends ClassLoader{
private String rootPath;
public MyClassLoader(String rootPath){
this.rootPath = rootPath;
}
@Override
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
//check if the class have been loaded
Class<?> c = findLoadedClass(name);
if(c!=null){
return c;
}
//load the class
byte[] classData = getClassData(name);
if(classData==null){
throw new ClassNotFoundException();
}
else{
c = defineClass(name,classData, 0, classData.length);
return c;
}
}
private byte[] getClassData(String className){
String path = rootPath+"/"+className.replace('.', '/')+".class";
InputStream is = null;
ByteArrayOutputStream bos = null;
try {
is = new FileInputStream(path);
bos = new ByteArrayOutputStream();
byte[] buffer = new byte[1024];
int temp = 0;
while((temp = is.read(buffer))!=-1){
bos.write(buffer,0,temp);
}
return bos.toByteArray();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}finally{
try {
is.close();
bos.close();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
return null;
}
}
測試自定義的類加載器
創建一個測試類HelloWorld
package testOthers;
public class HelloWorld {
}
在D盤根目錄創建一個testOthers文件夾，編譯HelloWorld.java，將得到的class文件放到testOthers文件夾下。
利用如下代碼進行測試
public class testMyClassLoader {
@Test
public void test() throws Exception{
MyClassLoader loader = new MyClassLoader("D:");
Class<?> c = loader.loadClass("testOthers.HelloWorld");
System.out.println(c.getClassLoader());
}
}
輸出：
說明HelloWorld類是被我們的自定義類加載器MyClassLoader加載的
5.類加載過程詳解
JVM將類加載過程分為三個步驟：裝載（Load），鏈接（Link）和初始化(Initialize)
1) 裝載：
查找並加載類的二進制數據；
2)鏈接：
驗證：確保被加載類信息符合JVM規范、沒有安全方面的問題。
准備：為類的靜態變量分配內存，並將其初始化為默認值。
解析：把虛擬機常量池中的符號引用轉換為直接引用。
3)初始化：
為類的靜態變量賦予正確的初始值。
ps:解析部分需要說明一下，Java 中，虛擬機會為每個加載的類維護一個常量池【不同於字符串常量池，這個常量池只是該類的字面值（例如類名、方法名）和符號引用的有序集合。 而字符串常量池，是整個JVM共享的】這些符號（如int a = 5;中的a）就是符號引用，而解析過程就是把它轉換成指向堆中的對象地址的相對地址。
類的初始化步驟：
1）如果這個類還沒有被加載和鏈接，那先進行加載和鏈接
2）假如這個類存在直接父類，並且這個類還沒有被初始化（注意：在一個類加載器中，類只能初始化一次），那就初始化直接的父類（不適用於接口）
3）如果類中存在static標識的塊，那就依次執行這些初始化語句。