浅谈JVM-类加载器结构与双亲委派机制

一、类加载器结构

　　

1、引导类加载器(bootstrap class loader)

　　它用来加载Java的核心库(JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar)，是用原声代码来实现的，并不继承自java.lang.Classloader。

　　加载扩展类和应用程序类加载器。并制定指定的父类加载器。

2、扩展类加载器(extensions class loader)

　　用来加载Java的扩展库(JAVA_HOME/JRE/EXT/*.jar)，Java虚拟机的实现会提供一个扩展库目录。该加载器在此目录里面查找并加载Java类。

3、应用程序类(application class loader)

　　它根据Java应用程序的类路径(classpath,java.class.path)路径类。一般来说，系统(应用程序)类都是由它来加载。

4、自定义类

　　继承java.lang.ClassLoader类的方式实现自己的类加载器，以满足一些特殊的需求。

二、类加载作用与API

三、双亲委派机制

　　双亲委派机制实际上就是使用代理模式(交给其它类加载器完成)。

　　某个特定的类加载器在接到加载器请求时，首先将加载任务委托给父加载器，一直高层次加载器委托。若加载器可完成其加载任务，就成功返回；只有父加载器无法完成此加载任务，才自己加载。

　　作用：保证java核心库的类型安全。

　　思考：如何保证安全？假设我们自定义了java.lang.String类，这属于系统类是不允许被加载的。首先Application Class Loader向上抛，直到抛到Bootstrap Class Loader类，然后Bootstrap Class Loader一看，咦，我核心库里面有java.lang.String类，就直接把rt.jar的代码加载进去。我们自定义的java.lang.String就孤单的被抛弃了。

四、自定义类加载器

public class FileSystemClassLoader extends ClassLoader {

    //HelloWorld   --> f:/myjava/  HelloWorld.class      
    private String rootDir;

    public FileSystemClassLoader(String rootDir){
        this.rootDir = rootDir;
    }

    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {

        Class<?> c = findLoadedClass(name);

        //应该要先查询有没有加载过这个类。如果已经加载，则直接返回加载好的类。如果没有，则加载新的类。
        if(c!=null){
            return c;
        }else{
            ClassLoader parent = this.getParent();
            try {
                c = parent.loadClass(name);       //委派给父类加载
            } catch (Exception e) {
//                e.printStackTrace();
            }

            if(c!=null){
                return c;
            }else{
                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){   //com.bjsxt.test.User   d:/myjava/  com/bjsxt/test/User.class
        String path = rootDir +"/"+ classname.replace('.', '/')+".class";

//        IOUtils,可以使用它将流中的数据转成字节数组
        InputStream is = null;
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
        try{
            is  = new FileInputStream(path);

            byte[] buffer = new byte[1024];
            int temp=0;
            while((temp=is.read(buffer))!=-1){
                baos.write(buffer, 0, temp);
            }

            return baos.toByteArray();
        }catch(Exception e){
            e.printStackTrace();
            return null;
        }finally{
            try {
                if(is!=null){
                    is.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            try {
                if(baos!=null){
                    baos.close();
                }
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }
}

 测试类：当同一个类被不同加载器加载的时候，JVM认为它们不是同一个类。

package com.aaron.classloader;

public class Test {
    public static void main(String[] args) throws Exception{
        FileSystemClassLoader loader = new FileSystemClassLoader("f:/myjava");
        FileSystemClassLoader loader2 = new FileSystemClassLoader("f:/myjava");
        
        Class<?> c = loader.loadClass("HelloWorld");
        Class<?> c2 = loader.loadClass("HelloWorld");
        Class<?> c3 = loader2.loadClass("HelloWorld");

        Class<?> c4 = loader2.loadClass("java.lang.String");
        Class<?> c5 = loader2.loadClass("com.aaron.classloader.HelloWorld");
        
        
        System.out.println(c.hashCode());
        System.out.println(c2.hashCode());
        System.out.println(c3.hashCode());    //同一个类，被不同的加载器加载，JVM认为也是不相同的类
        System.out.println(c4.hashCode());
        System.out.println(c4.getClassLoader());//引导类加载器
        System.out.println(c3.getClassLoader());    //自定义的类加载器
        System.out.println(c5.getClassLoader());    //系统默认的类加载器
        
    }
}

 测试结果

深入学习参考：http://blog.csdn.net/zhoudaxia/article/details/35824249