Java虛擬機中的類加載有三大步驟：，鏈接，初始化．其中加載是指查找字節流（也就是由Java編譯器生成的class文件）並據此創建類的過程，這中間我們需要藉助類加載器來查找字節流．
Java虛擬機默認類加載器
Java虛擬機提供了3種類加載器，啓動（Bootstrap）類加載器、擴展（Extension）類加載器、應用（Application）類加載器.除了啓動類加載器外，其他的類加載器都是java.lang.ClassLoader的子類．啓動類加載器由C++語言實現，沒有對應的Java對象，它負責將 <JAVA_HOME>/lib路徑下的核心類庫或-Xbootclasspath參數指定的路徑下的jar包加載到內存中．擴展類加載器是指sun.misc.Launcher$ExtClassLoader類，由Java語言實現，是Launcher的靜態內部類，它負責加載<JAVA_HOME>/lib/ext目錄下或者由系統變量-Djava.ext.dir指定位路徑中的類庫，他的父類加載器是null．應用類加載器是指sun.misc.Launcher$AppClassLoader類，他負責加載應用程序路徑下的類，這裏路徑指java -classpath或-D java.class.path 指定的路徑，他的父類加載器是擴展類加載器.
注意這裏面的父子類加載器並不是繼承的關係，只是ClassLoader類中的parent屬性．我們來看Launcher類中創建擴展類加載器的代碼：
public ExtClassLoader(File[] var1) throws IOException {
super(getExtURLs(var1), (ClassLoader)null, Launcher.factory);
SharedSecrets.getJavaNetAccess().getURLClassPath(this).initLookupCache(this);
}這裏設置了其父加載器爲null．
雙親委派機制
Java虛擬機在加載類時默認採用的是雙親委派機制，即當一個類加載器接收到加載請求時，會將請求轉發到父類加載器，如果父類加載器在路徑下沒有找到該類，纔會交給子類加載器去加載．我們來看ClassLoader中laodClass方法：
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException
{
synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
// 首先判斷類是否已加載過，加載過就直接返回
Class<?> c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
long t0 = System.nanoTime();
try {
if (parent != null) {
//有父類加載器，調用父加載器的loadClass
c = parent.loadClass(name, false);
} else {
//調用Bootstrap Classloader
c = findBootstrapClassOrNull(name);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
// ClassNotFoundException thrown if class not found
// from the non-null parent class loader
}
if (c == null) {
long t1 = System.nanoTime();
//到自己指定類加載路徑下查找是否有class字節碼
c = findClass(name);
// this is the defining class loader; record the stats
sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
}
}
if (resolve) {
resolveClass(c);
}
return c;
}
}通過這種層級我們可以避免類的重複加載，當父親已經加載了該類時，就沒有必要子類加載器再加載一次。其次也考慮到安全因素，比如我們自己寫一個java.lang.String的類，通過雙親委派機制傳遞到啓動類加載器，而啓動類加載器在覈心Java API發現這個名字的類，發現該類已被加載，並不會重新加載我們新寫的java.lang.String，而直接返回已加載過的String.class，這樣保證生成的對象是同一種類型．
自定義類加載器
除了jvm自身提供的類加載器，我們還可以自定義類加載器，我們先寫一個Person類
public class Person {
private int age;
private String name;
//省略getter/setter方法
}我們先看他是由哪個類加載器加載的．
public class TestJava {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Person person = new Person();
System.out.println("person是由" + person.getClass().getClassLoader() + "加載的");
}
}運行結果如下：
我們把Person.class放置在其他目錄下
再運行會發生什麼，在上面的loadClass方法中其實已經有了答案，會拋出ClassNotFoundException，因爲在指定路徑下查找不到字節碼．
我們現在寫一個自定義的類加載器，讓他能夠去加載person類，很簡單，我們只需要繼承ClassLoader並重寫findClass方法，這裏面寫查找字節碼的邏輯．
public class PersonCustomClassLoader extends ClassLoader {
private String classPath;
public PersonCustomClassLoader(String classPath) {
this.classPath = classPath;
}
private byte[] loadByte(String name) throws Exception {
name = name.replaceAll("\\.", "/");
FileInputStream fis = new FileInputStream(classPath + "/" + name
+ ".class");
int len = fis.available();
byte[] data = new byte[len];
fis.read(data);
fis.close();
return data;
}
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
try {
byte[] data = loadByte(name);
return defineClass(name, data, 0, data.length);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
throw new ClassNotFoundException();
}
}
}我們來測試一下：
public class TestJava {
public static void main(String[] args) throws Exception {
PersonCustomClassLoader classLoader = new PersonCustomClassLoader("/home/shenxinjian");
Class<?> pClass = classLoader.loadClass("me.shenxinjian.algorithm.Person");
System.out.println("person是由" + pClass.getClassLoader() + "類加載器加載的");
}
}測試結果如下：
編寫自定義類加載器的意義
- 當class文件不在classPath路徑下，如上面那種情況，默認系統類加載器無法找到該class文件，在這種情況下我們需要實現一個自定義的classLoader來加載特定路徑下的class文件來生成class對象。
- 當一個class文件是通過網絡傳輸並且可能會進行相應的加密操作時，需要先對class文件進行相應的解密後再加載到JVM內存中，這種情況下也需要編寫自定義的ClassLoader並實現相應的邏輯