【Java -- 虚拟机】类加载器（含双亲委派模型）

前言

作用：实现类加载的功能，确定被加载类 在 Java虚拟机中 的 唯一性。

类加载器的类型数量分别从 Java虚拟机 & Java开发者的角度来看，如下图：

一、启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）

1. 作用
负责加载以下类：

• 存放在​​<JAVA_HOME>\lib​​目录中的类
• 被​​-Xbootclasspath​​参数所指定路径中、并且是被虚拟机识别的类库

仅按文件名识别，如：rt.jar，名字不符合的类库即使放在lib目录中也不会被加载

2. 特别注意

• 启动类加载器 无法 被​​Java​​程序直接引用
• 用户在编写自定义类加载器时，若需把 加载请求 委派 给
  引导类加载器，直接使用​​​null​​​代替即可，如​​java.lang.ClassLoader.getClassLoader()​​方法所示：

@CallerSensitive
public ClassLoader getClassLoader() {
ClassLoader cl = getClassLoader0();
if (cl == null)
return null;
SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
if (sm != null) {
ClassLoader.checkClassLoaderPermission(cl, Reflection.getCallerClass());
}
return cl;
}

二、扩展类加载器（Extension ClassLoader）

1. 作用
负责加载以下类：

• ​​<JAVA_HOME>\lib\ext​​目录中的类库
• 被​​java.ext.dirs​​系统变量所指定的路径中的所有类库

2. 特别注意

• 由​​sum.misc.Launcher$ExtClassLoader​​类实现
• 开发者可以直接使用扩展类加载器

三、应用程序类加载器（Application ClassLoader）

1. 作用
负责加载 用户类路径（ClassPath）上所指定的类库

2. 特别注意

• 也称为系统类加载器，因为该类加载器是ClassLoader中的getSystemClassLoader()方法的返回值
• 由sum.misc.Launcher$AppClassLoader类实现
• 开发者可以直接使用该类加载器
• 若开发者 没 自定义类加载器，程序默认使用该类加载器

在 Java 虚拟机中，各种类加载器 配合使用 的 模型（关系）是 双亲委派模型

四、双亲委派模型

1. 模型说明

2. 工作流程

双亲委派模型的工作流程代码实现在 ​​java.lang.ClassLoader​​​ 的 ​​loadClass()​​中，具体如下：

@Override
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException {
Class<?> c = findLoadedClass(name);

// 检查需要加载的类是否已经被加载过
if (c == null) {
try {
// 若没有加载，则调用父加载器的loadClass()方法
if (parent != null) {
c = parent.loadClass(name, false);
}else{
// 若父类加载器为空，则默认使用启动类加载器作为父加载器
c=findBootstrapClassOrNull(name);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
// 若父类加载器加载失败会抛出ClassNotFoundException，
//说明父类加载器无法完成加载请求
}
if(c==null){
// 在父类加载器无法加载时
// 再调用本身的findClass方法进行类加载
c=findClass(name);
}
}
if(resolve){
resolveClass(c);
}
return c;
}

若一个类加载器收到了类加载请求。
1、把 该类加载请求 委派给 父类加载器去完成，而不会自己去加载该类；
2、只有当 父类加载器 反馈 自己无法完成该加载请求（它的搜索范围中没有找到所需的类）时，子加载器才会自己去加载

3. 优点
Java类随着它的类加载器一起具备了一种带优先级的层次关系

1. 如：类 java.lang.Object（存放在rt.jar中）在加载过程中，无论哪一个类加载器要加载这个类，
最终需委派给模型顶端的启动类加载器进行加载，因此Object类在程序的各种类加载器环境中都是同一个类。
2. 若没有使用双亲委派模型（即由各个类加载器自行去加载）、用户编写了一个java.lang.Object的类(放在ClassPath中），
那系统中将出现多个不同的Object类，Java体系中最基础的行为就无法保证

五、自定义类加载器

主要是通过继承自 ClassLoader 类 从而自定义一个类加载器

步骤1：自定义类加载器 MyClassLoader.java

// 继承自ClassLoader类
public class MyClassLoader extends ClassLoader {
// 类加载器的名称
private String name;
// 类存放的路径
private String classpath = "E:/";

MyClassLoader(String name) {
this.name = name;
}

MyClassLoader(ClassLoader parent, String name) {
super(parent);
this.name = name;
}

@Override
public Class<?> findClass(String name) {
byte[] data = loadClassData(name);
return this.defineClass(name, data, 0, data.length);
}

public byte[] loadClassData(String name) {
try {
name = name.replace(".", "//");
System.out.println(name);
FileInputStream is = new FileInputStream(new File(classpath + name
+ ".class"));
byte[] data = new byte[is.available()];
is.read(data);
is.close();
return data;

} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
}

步骤2：定义待加载的类

public class TestObject {
public void print() {
System.out.println("hello DiyClassLoader");

}
}

步骤3：定义测试类

public class Test {

public static void main(String[] args) throws InstantiationException,
IllegalAccessException, ClassNotFoundException {

MyClassLoader cl = new MyClassLoader("myClassLoader");
// 步骤1：创建自定义类加载器对象

Class<?> clazz = cl.loadClass("com.carson.TestObject");
// 步骤2：加载定义的测试类：myClassLoader类

TestObject test= (TestObject) clazz.newInstance();
// 步骤3：获得该类的对象
test.print();
// 输出
}

}

// 输出结果
hello DiyClassLoader