类加载（三）

一、类加载器

• 引导类加载器（bootstrap class loader）：它用来加载 Java 的核心库（rt.jar）

• 扩展类加载器（extensions class loader）：它用来加载 Java 的扩展库，Java 虚拟机的实现会提供一个扩展库目录(%JAVA_HOME%lib/ext/*.jar)

• 应用类加载器（application class loader）：它根据类路径来加载某个类 (CLASSPATH)

• 自定义加载器：加载自定义路径的类

 1.AppClassLoader

二、示例

1. 类加载

 public class ClassLoaderTree { 

    public static void main(String[] args) { 
        ClassLoader loader = ClassLoaderTree.class.getClassLoader(); 
        while (loader != null) { 
            System.out.println(loader.toString()); 
            loader = loader.getParent(); 
        } 
    } 
 }

结果 

 sun.misc.Launcher$AppClassLoader@9304b1   //子
 sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@190d11   //父

2. 

    private static ClassLoader getLocaleClassLoader(File libDir) throws Exception {
        List<URL> urls = new ArrayList<>();

        // 获取所有的jar文件  
        File[] jarFiles = libDir.listFiles(new FilenameFilter() {
            @Override
            public boolean accept(File dir, String name) {
                return name.endsWith(".jar");
            }
        });

        // 将jar文件路径写入集合  
        for (File jarFile : jarFiles) {
            urls.add(jarFile.toURI().toURL());
        }

        // 实例化类加载器  
        return new URLClassLoader(urls.toArray(new URL[urls.size()]));
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception{
        String name = "com.google.common.collect.ImmutableList";
        ClassLoader classLoader = getLocaleClassLoader(new File("/Users/gl/IntelliJProjects/JBase/kafka/build/dependency/"));
        Class clazz = classLoader.loadClass(name);
        System.out.println(clazz);


        //ClassLoader 为 null, 原因是：
        //Cat.class.getClass()是java.lang.Class对象, 它的加载器是引导类加载器
        Cat.class.getClass().getClassLoader();

        //下面是ClassNotFoundException
        clazz = Cat.class.getClassLoader().loadClass(name);
        System.out.println(clazz);

    }

 

三、类加载器的代理模式

　　类加载器在尝试自己去查找某个类的字节代码并定义它时，会先代理给其父类加载器，由父类加载器先去尝试加载这个类，依次类推。

　　代理模式是为了保证 Java 核心库的类型安全。所有 Java 应用都至少需要引用java.lang.Object类，也就是说在运行的时候，java.lang.Object

这个类需要被加载到 Java 虚拟机中。如果这个加载过程由 Java 应用自己的类加载器来完成的话，很可能就存在多个版本的 java.lang.Object类，而

且这些类之间是不兼容的。通过代理模式，对于 Java 核心库的类的加载工作由引导类加载器来统一完成，保证了 Java 应用所使用的都是同一个版本的

Java 核心库的类，是互相兼容的。

　　不同的类加载器为相同名称的类创建了额外的名称空间。相同名称的类可以并存在 Java 虚拟机中，只需要用不同的类加载器来加载它们即可。不同

类加载器加载的类之间是不兼容的，这就相当于在 Java 虚拟机内部创建了一个个相互隔离的 Java 类空间。这种技术在许多框架中都被用到，后面会详细

介绍。

四、加载类的过程

　　在前面介绍类加载器的代理模式的时候，提到过类加载器会首先代理给其它类加载器来尝试加载某个类。这就意味着真正完成类的加载工作的类加载器和启

动这个加载过程的类加载器，有可能不是同一个。

真正完成类的加载工作是通过调用 defineClass来实现的；而启动类的加载过程是通过调用 loadClass来实现的。前者称为一个类的定义加载器（defining loader），

后者称为初始加载器（initiating loader）。

在 Java 虚拟机判断两个类是否相同的时候，使用的是类的定义加载器。也就是说，哪个类加载器启动类的加载过程并不重要，重要的是最终定义这个类的加载器。

两种类加载器的关联之处在于：一个类的定义加载器是它引用的其它类的初始加载器。

如类 Outer引用了类Inner，则由类 Outer的定义加载器负责启动类Inner的加载过程。

　　方法 loadClass()抛出的是 java.lang.ClassNotFoundException异常；

　　方法 defineClass()抛出的是 java.lang.NoClassDefFoundError异常。

类加载器在成功加载某个类之后，会把得到的 java.lang.Class类的实例缓存起来。下次再请求加载该类的时候，类加载器会直接使用缓存的类的实例，而不会

尝试再次加载。也就是说，对于一个类加载器实例来说，相同全名的类只加载一次，即 loadClass方法不会被重复调用。

 

五、线程上下文类加载器

　　java.lang.Thread中的set/get ContextClassLoader, 如果没有设置ContextClassLoader 的话，线程将继承其父线程的类加载器。初始

线程的类加载器是系统类加载器。

　　前面提到的类加载器的代理模式并不能解决 Java 应用开发中会遇到的类加载器的全部问题。Java 提供了很多服务提供者接口（Service Provider

Interface，SPI），允许第三方为这些接口提供实现。常见的 SPI 有 JDBC、JCE、JNDI、JAXP 和 JBI 等。这些 SPI 的接口由 Java 核心库来提供，

如 JAXP 的 SPI 接口定义包含在 javax.xml.parsers包中。

　　SPI 接口中的代码经常需要加载具体的实现类，如 JAXP 中的 javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory类中的 newInstance()方法用来生成一个

新的 DocumentBuilderFactory的实例。如在 Apache Xerces 中，实现的类是 org.apache.xerces.jaxp.DocumentBuilderFactoryImpl。而问题在于：

1. SPI 的接口是 Java 核心库的一部分，是由引导类加载器来加载的

2. SPI 的实现是由应用类加载器来加载的

  

六、类加载器与 Web 容器

　　首先尝试去加载某个类，如果找不到再代理给父类加载器。其目的是使得 Web 应用自己的类的优先级高于 Web 容器提供的类。这种代理模式的一个例

外是：Java 核心库的类是不在查找范围之内的。这也是为了保证 Java 核心库的类型安全。