Java 类加载器

类加载器遵循 双亲委派模型（JDK 9+ 弱化但仍保留核心逻辑）：请求加载类时，先委托父加载器加载，父加载器无法加载时才自己加载（核心目的是避免类重复加载、保证核心类安全）。

JDK 8 及更早版本

分为 4 种类加载器，加载路径与 JVM 核心目录强关联

Bootstrap ClassLoader

不是 Java 语言实现，而是由 C/C++ 编写的 JVM 内核组件，属于 JVM 自身的一部分。无对应的 java.lang.ClassLoader 子类。用于加载 JVM 核心类库（保证 Java 基础运行环境）。
加载路径：
核心路径：$JAVA_HOME/jre/lib 目录下的核心 jar 包（如 rt.jar、charsets.jar、sunrsasign.jar 等），且仅加载符合 JVM 识别的 jar（由 Xbootclasspath 参数限定）。

无父加载器，加载的类属于「启动类加载器命名空间」，ClassLoader.getParent() 返回 null（因为不是 Java 对象）。

可通过System.getProperty("sun.boot.class.path") 查看其加载路径。

// Linux上分隔符为:
for (String classpath : System.getProperty("sun.boot.class.path").split(";")) {
  System.out.println(classpath);
}
// 结果如下：
$JAVA_HOME\jre\lib\resources.jar
$JAVA_HOME\jre\lib\rt.jar
$JAVA_HOME\jre\lib\jsse.jar
$JAVA_HOME\jre\lib\jce.jar
$JAVA_HOME\jre\lib\charsets.jar
$JAVA_HOME\jre\lib\jfr.jar
$JAVA_HOME\jre\classes

上面$JAVA_HOME\jre\classes这个目录实际上在JDK安装后默认是不存在的，

扩展类加载器 Extension ClassLoader

扩展类加载器，具体的类为 sun.misc.Launcher$ExtClassLoader，由Java 实现，继承自 URLClassLoader，父加载器是启动类加载器。职责是加载 JVM 扩展功能的类库。JDK 8 中已逐步被模块化替代，JDK 9+ 完全移除。

加载目录 / 路径：

1. 核心路径：$JAVA_HOME/jre/lib/ext 目录下的所有 jar 包。
2. 扩展路径：系统属性 java.ext.dirs 指定的目录（可通过 -Djava.ext.dirs 自定义）。

系统属性 java.ext.dirs

可通过System.getProperty("java.ext.dirs") 查看其加载路径。

for (String dir : System.getProperty("java.ext.dirs").split(";")) {
  System.out.println(dir);
}
// 结果如下
%JAVA_HOME%\jre\lib\ext
C:\WINDOWS\Sun\Java\lib\ext

系统类加载器

应用程序类加载器（Application ClassLoader）/ 系统类加载器（System ClassLoader）

具体的类名是 sun.misc.Launcher$AppClassLoader。由 Java 实现，继承自 URLClassLoader，父加载器是扩展类加载器。职责是加载应用程序自身的类（项目自身的代码以及第三方依赖）。

加载目录 / 路径：系统属性 java.class.path指定的路径，包括：

1. 环境变量 CLASSPATH 指定的路径；
2. 项目编译后的 target/classes（或 bin）目录；
3. 第三方依赖 jar 包（如 lib/*.jar）；
4. 启动参数 -cp/-classpath 指定的路径（优先级最高）。

特点：默认的类加载器（如 Class.forName() 未指定加载器时，默认使用此类加载器）。

验证方式：System.getProperty("java.class.path") 查看加载路径。

java.system.class.loader

系统属性java.system.class.loader可用于自定义系统类加载器

ClassLoader#getParent

ClassLoader#getParent 方法返回委派的父类加载器。一些JVM实现会使用 null 来表示引导类加载器，比如Oracle的Hotspot。如果该类加载器的父级是引导类加载器，则在此类实现中，ClassLoader#getParent()方法将返回null。

public class Main {
  public static void main(String[] args) {
    ClassLoader appClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
    System.out.println(appClassLoader); // sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2

    ClassLoader extClassLoader = appClassLoader.getParent();
    System.out.println(extClassLoader); // sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@1b6d3586

    ClassLoader bootstrapClassLoader = extClassLoader.getParent();
    System.out.println(bootstrapClassLoader); // null
  }
}

自定义类加载器

本质：开发者继承 java.lang.ClassLoader 实现的自定义加载器（需重写 findClass() 方法，JDK 8 前若重写 loadClass() 会破坏双亲委派）。
核心职责：加载非标准路径的类（如网络、加密文件、自定义目录）。

加载目录：完全自定义（如 /opt/myclasses/、网络 URL、内存字节流等）。

典型场景：Tomcat 类加载器（隔离不同 Web 应用）、热部署、加密类加载。

Java 9及以后

JDK 9 引入 模块系统，废弃 rt.jar、ext 目录，类加载器体系重构，核心保留 3 类（启动类加载器逻辑调整，扩展类加载器被移除）。

启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）

变化：不再加载 rt.jar，而是加载 JDK 核心模块（如 java.base、java.lang 等），模块路径为$JAVA_HOME/jmods/
部分功能委托给「平台类加载器」，且首次支持通过 Java 代码访问（ClassLoader.getPlatformClassLoader()）。
加载路径：
核心模块：$JAVA_HOME/jmods/ 下的系统模块（由 --module-path 或 --add-modules 指定）。
系统属性：jdk.boot.class.path.append 可追加加载路径（替代原 sun.boot.class.path）。
特点：仍为 C/C++ 实现，但命名空间与平台类加载器整合。

平台类加载器（Platform ClassLoader）

平台类加载器，替代原扩展类加载器。
Java 实现（jdk.internal.loader.PlatformClassLoader），父加载器是启动类加载器。
核心职责：加载 JDK 平台模块（非核心但扩展的模块，如 java.sql、java.xml）和非模块的兼容类。

加载路径：
模块路径：$JAVA_HOME/lib/modules（JDK 内置平台模块）。

系统属性：java.platform.class.path 可指定加载路径（替代原 java.ext.dirs）。

启动参数：--platform-module-path 指定平台模块路径。

特点：

遵循双亲委派，但允许「向下委派」，平台类加载器可委托应用类加载器，打破严格双亲委派）。

默认可见性：仅对系统模块和 java.ext.dirs 兼容路径可见。

应用程序类加载器（Application ClassLoader）

别名：系统类加载器（System ClassLoader），类名改为 jdk.internal.loader.AppClassLoader。
核心职责：加载应用模块（module-info.java 定义的应用模块）和类路径（ClassPath）下的非模块类。
加载路径：
模块路径：--module-path（-p）指定的应用模块路径（优先加载）。
类路径：java.class.path（ClassPath）仍有效（兼容旧代码），但优先级低于模块路径。
启动参数：--class-path（-cp）仍支持，用于加载非模块化的类。
特点：
父加载器是平台类加载器。

模块化场景下，优先加载 module-path 中的模块类，再加载 class-path 中的类。

自定义类加载器（Custom ClassLoader）

兼容：仍支持继承 ClassLoader 实现，但推荐遵循模块化规则（如通过 ModuleLayer 加载模块）。
变化：
重写 loadClass() 不再强制破坏双亲委派，JDK 9+ 允许「并行加载」和「模块层隔离」。

支持加载模块化类（需通过 ModuleFinder 和 Configuration 构建模块层）。

加载路径：仍自定义，但可整合模块路径（ModulePath）和类路径（ClassPath）。

如何知道类加载器加载了哪些路径

对于所有继承自URLClassLoader的类加载器，内部持有一个URLClassPath实例

public class URLClassLoader extends SecureClassLoader implements Closeable {
    /* The search path for classes and resources */
    private final URLClassPath ucp;
}

这个属性是私有的，可以通过反射强行访问，另一种方式是通过jdk 内部提供的 sun.misc.SharedSecrets 这个类，它暴露出了一些内部API，可以像下面这样拿到 URLClassPath 实例：

URLClassLoader appClassLoader = (URLClassLoader) ClassLoader.getSystemClassLoader();
URLClassPath urlClassPath = SharedSecrets.getJavaNetAccess().getURLClassPath(appClassLoader);
for (URL url : urlClassPath.getURLs()) {
  System.out.println(url);
}

-verbose:class

-verbose:class 是 Java 启动参数（JVM 参数），用于详细输出类加载 / 卸载的全过程，包括类的加载来源（JAR 包路径）、加载顺序、卸载时机等。核心作用：排查类加载相关问题（如类冲突、类找不到、重复加载、类版本不一致等）。

# 执行普通 Java 类（含 main 方法）
java -verbose:class YourMainClass

# 执行 JAR 包
java -verbose:class -jar YourApp.jar

# 结合其他参数（如指定类路径）
java -verbose:class -cp ./lib/*:./classes YourMainClass

与其他参数结合使用

# 仅输出类卸载（Java 8+）
java -verbose:class -XX:+TraceClassUnloading YourMainClass
# 输出类加载 / 卸载的详细统计（Java 8+）, 程序退出时会输出类实例数量、内存占用等统计信息。
java -verbose:class -XX:+PrintClassHistogram YourMainClass

# 结合类加载器日志（定位类加载器问题）
# -XX:+TraceClassLoading：等价于 -verbose:class（增强版）；
# -XX:+TraceClassLoadingPreorder：输出类加载的前置依赖顺序。
java -verbose:class -XX:+TraceClassLoading -XX:+TraceClassLoadingPreorder YourMainClass

总结

特性	JDK 8	JDK 9+
核心类库形式	rt.jar、ext/*.jar	模块化 jmods/
扩展类加载器	存在（ExtClassLoader）	移除（替换为平台类加载器）
类路径优先级	ClassPath 唯一	ModulePath > ClassPath
系统属性	java.ext.dirs	java.platform.class.path
启动参数	-Djava.ext.dirs	--platform-module-path

关键版本差异总结

JDK 版本	核心类加载器	核心加载目录 / 形式	核心变化
JDK 8-	启动 + 扩展 + 应用 + 自定义	jre/lib/rt.jar、jre/lib/ext、ClassPath	经典双亲委派，基于 jar 加载
JDK 9+	启动 + 平台 + 应用 + 自定义	jmods/、ModulePath、ClassPath	模块化加载，平台类加载器替代扩展类，弱化严格双亲委派