JVM 类加载器

类加载器

VM 中有多个类加载器，分饰不同的角色。每个类加载器由它的父加载器加载。bootstrap 加载器除外，它是所有最顶层的类加载器。

 

Bootstrap 加载器

使用C/C++语言实现的，因为它在 JVM 加载以后的早期阶段就被初始化了。bootstrap 加载器负责载入基础的 Java API，比如包含 rt.jar。它只加载拥有较高信任级别的启动路径下找到的类，因此跳过了很多普通类需要做的校验工作。

• C/C++语言实现的
• 它用来加载核心库(JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar，resources.jar，或sun.boot.class.path路径下的内容)，用于提供JVM自身需要的类
• 并不继承自java.lang.ClassLoader，没有父加载器；
• 加载扩展类加载器和系统类加载器，并指定为它们的父类加载器；
• 出于安全考虑，Bootstrap只加载包名为java、javax、sum开头的类；

 

Extension 加载器加载了标准 Java 扩展 API 中的类，比如 security 的扩展函数。

• Java语言编写，由sum.misc.Launcher$ExtClassLoader实现
• 派生于ClassLoader类
• 父类加载器为启动类加载器
• 从java.ext.dirs系统属性所指定的目录中加载类库，或从JDK的安装目录的jre/lib/ext子目录（扩展目录）下加载类库。如果用户创建的jar放在此目录下，也会自动由扩展类加载器加载

 

System 加载器是应用的默认类加载器，比如从 classpath 中加载应用类，也称之为应用程序类加载器。

• Java语言编写，由sum.misc.Launcher$AppClassLoader实现
• 派生于ClassLoader类
• 父类加载器为启动类加载器
• 它负责加载环境变量classpath或系统属性 java.class.path 指定路径下睥类库
• 该类加载是程序中默认的类加载器，一般来说，Java应用的类都是由它来完成加载 
• 通过ClassLoader#getSystemClassLoader()方法可以获取到该类加载器

 

下面示例说明Java应用的类都是由它来完成系统类加载器加载的 

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        new Test().test();
    }    
    public void test() throws ClassNotFoundException {
        // Java应用的类都是由它来完成加载 
        System.out.println(this.getClass().getClassLoader());    // sun.misc.Launcher$AppClassLoader@2a139a55
        System.out.println(this.getClass().getClassLoader().getParent());// sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@7852e922
        // 编译生成的.class文件的bin目录
        String path = System.getProperty("java.class.path"); 
    }
}

 

用户自定义类加载器也可以用来加载应用类。使用自定义的类加载器有很多特殊的原因：运行时重新加载类或者把加载的类分隔为不同的组，典型的用法比如 web 服务器 Tomcat。

为什么要自定义类加载器？

• 隔离加载类
• 修改类加载的方式
• 扩展加载源
• 防止源码泄露

 

关于系统类加载器与自定义加载器注意以下几点：

MyClassLoader 为自定义类加载器，相关代码，自已可以百度一下。

（1）一个类加载器实例可以加载多个类

// myClassLoader1 为自定义类加载器实例
MyClassLoader myClassLoader1 = new MyClassLoader();
Class<?> clazz1 = myClassLoader1.findClass("com.classloader.PrintServiceImpl");
Class<?> clazz3 = myClassLoader1.findClass("com.classloader.ClassFile");

 

（2）但是对于同一个类型，一个类加载器实例只能加载一次，下面这个就会抛出异常：

Exception in thread "main" java.lang.LinkageError: loader (instance of  com/classloader/MyClassLoader): attempted  duplicate class definition for name: "com/classloader/PrintServiceImpl" at java.lang.ClassLoader.defineClass1(Native Method)

MyClassLoader myClassLoader1 = new MyClassLoader();
Class<?> clazz1 = myClassLoader1.findClass("com.classloader.PrintServiceImpl");
Class<?> clazz2 = myClassLoader1.findClass("com.classloader.PrintServiceImpl");

异常：一个本地方法异常；LinkageError：

 

（3）对于同一个类型若要加载多次，只能通过不同的类加载器的实例来加载 

添加虚拟机参数：-verbose:class

MyClassLoader myClassLoader1 = new MyClassLoader();
Class<?> clazz1 = myClassLoader1.findClass("com.classloader.PrintServiceImpl");
MyClassLoader myClassLoader2 = new MyClassLoader();
Class<?> clazz2 = myClassLoader2.findClass("com.classloader.PrintServiceImpl");
System.out.println(clazz1==clazz2);    // false
// 因为myClassLoader1 = clazz1.getClassLoader()，所以下面打印必为false ;
System.out.println(clazz1.getClassLoader()==clazz2.getClassLoader());// false
// myClassLoader1.getClass()的值为java.lang.Class，所以下面必为true
System.out.println(clazz1.getClassLoader().getClass()==clazz2.getClassLoader().getClass());// true
// myClassLoader1.getParent();
System.out.println(clazz1.getClassLoader().getParent()==clazz2.getClassLoader().getParent());// true

 

（4）Class.forName("")加载一次（并且会执行初始化操作）

Class.forName("com.classload.Student");
Class<?> clazz1 = Class.forName("com.classload.Student");
Class<?> clazz2 = Class.forName("com.classload.Student");
System.out.println(Class.forName("com.classload.Student")==clazz1);// true
System.out.println(clazz1);            // class com.classload.Student
System.out.println(clazz2);            // class com.classload.Student
System.out.println(clazz1==clazz2);    // true