类加载器

  1. publicclassClassLoaderTest{
  2. publicstaticvoid main(String[] args){
  3. /**
  4. * 我们无法获得引导类加载器,因为它是使用c实现的,而且使用引导类加载器加载的类通过getClassLoader 方法返回的是null. 所以无法直接操作引导类加载器,但是我们可以根据Class.getClassLoader 方法是否为null 判断这个类是不是引导类加载器加载的;但是我们可以通过下面的方法获得经由“引导类加载器”加载的类的路径(值得注意的是:每个jar包对应了一个URL)
  5. */
  6. List<URL> list =Arrays.asList(sun.misc.Launcher.getBootstrapClassPath().getURLs());
  7. for(URL url : list){
  8. System.out.println(url.toString());
  9. }
  10. }
  11. }

Output:

  1. file:/D:/Program%20Files/Java/jdk1.6.0_13/jre/lib/resources.jar
  2. file:/D:/Program%20Files/Java/jdk1.6.0_13/jre/lib/rt.jar
  3. file:/D:/Program%20Files/Java/jdk1.6.0_13/jre/lib/sunrsasign.jar
  4. file:/D:/Program%20Files/Java/jdk1.6.0_13/jre/lib/jsse.jar
  5. file:/D:/Program%20Files/Java/jdk1.6.0_13/jre/lib/jce.jar
  6. file:/D:/Program%20Files/Java/jdk1.6.0_13/jre/lib/charsets.jar
  7. file:/D:/Program%20Files/Java/jdk1.6.0_13/jre/classes

从这个例子中我们可以看出Bootstrap ClassLoader加载的为$JAVA_HOME/jre/lib目录下的jar包。

Bootstrap ClassLoader、Extension ClassLoader、App ClassLoader三者的关系如下:Bootstrap ClassLoader由JVM启动,然后初始化sun.misc.Launcher,sun.misc.Launcher初始化Extension ClassLoader、App ClassLoader。Bootstrap ClassLoader是Extension ClassLoader的parent,Extension ClassLoader是App ClassLoader的parent。但是这并不是继承关系,只是语义上的定义,基本上,每一个ClassLoader实现,都有一个Parent ClassLoader。可以通过ClassLoader的getParent方法得到当前ClassLoader的parent。Bootstrap ClassLoader比较特殊,因为它不是java class所以Extension ClassLoader的getParent方法返回的是NULL。我们举下面的实例说明一下:

  1. publicclassClassLoaderTest2{
  2. publicstaticvoid main(String[] args){
  3. ClassLoader loader =Thread.currentThread().getContextClassLoader();
  4. System.out.println("current loader---->"+loader);
  5. System.out.println("parent loader-->"+loader.getParent());
  6. System.out.println("grandparent loader->"+loader.getParent().getParent());
  7. }
  8. }

Output:

  1. current loader---->sun.misc.Launcher$AppClassLoader@19821f
  2. parent loader---->sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@addbf1
  3. grandparent loader---->null

了解了ClassLoader的原理和流程以后,我们可以试试自定义ClassLoader。关于自定义ClassLoader: 由于一些特殊的需求,我们可能需要定制ClassLoader的加载行为,这时候就需要自定义ClassLoader了.

自定义ClassLoader需要继承ClassLoader抽象类,重写findClass方法,这个方法定义了ClassLoader查找class的方式。

主要可以扩展的方法有:

  • findClass 定义查找Class的方式
  • defineClass 将类文件字节码加载为jvm中的class
  • findResource 定义查找资源的方式

如果嫌麻烦的话,我们可以直接使用或继承已有的ClassLoader实现,比如
java.net.URLClassLoader
java.security.SecureClassLoader
java.rmi.server.RMIClassLoader
sun.applet.AppletClassLoader
Extension ClassLoader 和 App ClassLoader都是java.net.URLClassLoader的子类。
这个是URLClassLoader的构造方法:
public URLClassLoader(URL[] urls, ClassLoader parent)
public URLClassLoader(URL[] urls)
urls参数是需要加载的ClassPath url数组,可以指定parent ClassLoader,不指定的话默认以当前调用类的ClassLoader为parent。下面以一个例子加以说明:
Java代码1:

  1. publicclassClassWillBeLoaded{//这个类是要被装载的一个类(测试类).
  2. publicstaticvoid main(String[] args){
  3. ClassWillBeLoaded obj =newClassWillBeLoaded();
  4. }
  5. publicString doTask(String str1,String str2){
  6. return str1+" "+str2;
  7. }
  1. publicclassClassLoaderTest3{//使用反射机制调用通过URLClassLoader装载的类中的doTask方法
  2. publicstaticvoid main(String[] args)throwsMalformedURLException,ClassNotFoundException,SecurityException,NoSuchMethodException,IllegalArgumentException,IllegalAccessException,InvocationTargetException,InstantiationException{
  3. URL url =new URL("file:D:/share/ClassLoadTest.jar");
  4. URL[] urls ={url};
  5. ClassLoader classLoader =newURLClassLoader(urls);
  6. Thread.currentThread().setContextClassLoader(classLoader);//设置该线程的上下文ClassLoader
  7. Class clazz=classLoader.loadClass("classLoader.ClassWillBeLoaded");//使用loadClass方法加载class,这个class是在urls参数指定的classpath下边
  8. Method taskMethod = clazz.getMethod("doTask",String.class,String.class);//然后我们就可以用反射做些事情了
  9. Object returnValue = taskMethod.invoke(clazz.newInstance(),"test","success");
  10. System.out.println((String)returnValue);
  11. }}

要哪一个class loader加载呢?答案在于全盘负责委托机制,这是出于安全的原因。每次只要一个class被loaded,系统的class loader就首先被调用。然而它不会立即去load这个这个类。取而代之的是,他会把这个task委托给他的parent class loader,也就是extension class loader;同样的,extension class loader也会委托给它的parent class loader也就是bootstrap class loader。因此,bootstrap class loader总是被给第一个去load class的机会。如果bootstrap class loader找不到类的话,那么extension class loader将会load,如果extension class loader也没有找到对应的类的话,system class loader将会执行这个task,如果system class loader也没有找到的话,java.lang.ClassNotFoundException将会被抛出。另外一个原因是避免了重复加载类,每一次都是从底向上检查类是否已经被加载,然后从顶向下加载类,保证每一个类只被加载一次。

类加载器 - 图1

加载过程中会先检查类是否被已加载,检查顺序是自底向上,从Custom ClassLoader到BootStrap ClassLoader逐层检查,只要某个classloader已加载就视为已加载此类,保证此类只被所有ClassLoader加载一次。而加载的顺序是自顶向下,也就是由上层来逐层尝试加载此类。