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 類加載器在加載階段，會(huì)將class文件加載進(jìn)方法區(qū)。有關(guān)類加載的全過(guò)程，可以先參考我的另外一篇文章類的奇幻漂流——類加載機(jī)制探秘

類加載器的類型

類加載器有以下種類：

• 啟動(dòng)類加載器(Bootstrap ClassLoader)
• 擴(kuò)展類加載器(Extension ClassLoader)
• 應(yīng)用類加載器(Application ClassLoader)

啟動(dòng)類加載器

內(nèi)嵌在JVM內(nèi)核中的加載器，由C++語(yǔ)言編寫(xiě)(因此也不會(huì)繼承ClassLoader)，是類加載器層次中最頂層的加載器。用于加載java的核心類庫(kù)，即加載jre/lib/rt.jar里所有的class。由于啟動(dòng)類加載器涉及到虛擬機(jī)本地實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，我們無(wú)法獲取啟動(dòng)類加載器的引用。

擴(kuò)展類加載器

它負(fù)責(zé)加載JRE的擴(kuò)展目錄，jre/lib/ext或者由java.ext.dirs系統(tǒng)屬性指定的目錄中jar包的類。父類加載器為啟動(dòng)類加載器，但使用擴(kuò)展類加載器調(diào)用getParent依然為null。

應(yīng)用類加載器

又稱系統(tǒng)類加載器，可用通過(guò) java.lang.ClassLoader.getSystemClassLoader()方法獲得此類加載器的實(shí)例，系統(tǒng)類加載器也因此得名。應(yīng)用類加載器主要加載classpath下的class，即用戶自己編寫(xiě)的應(yīng)用編譯得來(lái)的class，調(diào)用getParent返回?cái)U(kuò)展類加載器。

擴(kuò)展類加載器與應(yīng)用類加載器繼承結(jié)構(gòu)如圖所示：

可以看到除了啟動(dòng)類加載器，其余的兩個(gè)類加載器都繼承于ClassLoader，我們自定義的類加載，也需要繼承ClassLoader。

雙親委派機(jī)制

當(dāng)一個(gè)類加載器收到了一個(gè)類加載請(qǐng)求時(shí)，它自己不會(huì)先去嘗試加載這個(gè)類，而是把這個(gè)請(qǐng)求轉(zhuǎn)交給父類加載器，每一個(gè)層的類加載器都是如此，因此所有的類加載請(qǐng)求都應(yīng)該傳遞到最頂層的啟動(dòng)類加載器中。只有當(dāng)父類加載器在自己的加載范圍內(nèi)沒(méi)有搜尋到該類時(shí)，并向子類反饋?zhàn)约簾o(wú)法加載后，子類加載器才會(huì)嘗試自己去加載。

ClassLoader內(nèi)的loadClass方法，就很好的解釋了雙親委派的加載模式：

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) 
      throws ClassNotFoundException 
  { 
      synchronized (getClassLoadingLock(name)) { 
          //檢查該class是否已經(jīng)被當(dāng)前類加載器加載過(guò) 
          Class<?> c = findLoadedClass(name); 
          if (c == null) { 
            //此時(shí)該class還沒(méi)有被加載 
              try { 
                  if (parent != null) { 
                    //如果父加載器不為null,則委托給父類加載 
                      c = parent.loadClass(name, false); 
                  } else { 
                     //如果父加載器為null,說(shuō)明當(dāng)前類加載器已經(jīng)是啟動(dòng)類加載器，直接時(shí)候用啟動(dòng)類加載器去加載該class 
                      c = findBootstrapClassOrNull(name); 
                  } 
              } catch (ClassNotFoundException e) { 
              } 
 
              if (c == null) { 
                  //此時(shí)父類加載器都無(wú)法加載該class,則使用當(dāng)前類加載器進(jìn)行加載 
                  long t1 = System.nanoTime(); 
                  c = findClass(name); 
                  ... 
              } 
          } 
          //是否需要連接該類 
          if (resolve) { 
              resolveClass(c); 
          } 
          return c; 
      } 
  } 

 為什么要使用雙親委派機(jī)制，就使用當(dāng)前的類加載器去加載不就行了嗎?為啥搞得這么復(fù)雜呢?

假設(shè)現(xiàn)在并沒(méi)有雙親委派機(jī)制，有這樣的一個(gè)場(chǎng)景：

用戶寫(xiě)了一個(gè)Student類，點(diǎn)擊運(yùn)行，此時(shí)編譯完成后，虛擬機(jī)開(kāi)始加載class，該class會(huì)由應(yīng)用加載器進(jìn)行加載，由于Object類是Student的父類，且雙親委派機(jī)制不存在的情況下，應(yīng)用加載器就會(huì)自己嘗試加載Object類，但是用戶壓根沒(méi)定義Object，即應(yīng)用加載器無(wú)法在加載范圍搜尋到該類，所以此時(shí)Object類無(wú)法被加載，用戶寫(xiě)的代碼無(wú)法運(yùn)行。

假設(shè)該用戶自己定義了一個(gè)Object類，此時(shí)再次運(yùn)行后，應(yīng)用類加載器則會(huì)正常加載用戶定義的Object與Student類。Student類中會(huì)調(diào)用System.out.print()輸出Student對(duì)象，此時(shí)會(huì)由啟動(dòng)類加載器加載System類，在此之前同樣也會(huì)加載Object類。

此時(shí)，方法區(qū)中有了兩份Object的元數(shù)據(jù)，Object類被重復(fù)加載了!

倘若用戶定義的Object類不安全，可能直接造成虛擬機(jī)崩潰或者引起重大安全問(wèn)題。

如果現(xiàn)在使用雙親委派機(jī)制，用戶雖然自己定義了Object類，可以通過(guò)編譯，但是永遠(yuǎn)不會(huì)被記載進(jìn)方法區(qū)。

雙親委派機(jī)制避免了重復(fù)加載，也保證了虛擬機(jī)的安全。

自定義類加載器

我們整理ClassLoader里面的流程

1. loadclass：判斷是否已加載，使用雙親委派模型，請(qǐng)求父加載器，父加載器反饋無(wú)法加載，因此使用findclass，讓當(dāng)前類加載器查找
2. findclass：當(dāng)前類加載器根據(jù)路徑以及class文件名稱加載字節(jié)碼，從class文件中讀取字節(jié)數(shù)組，然后使用defineClass
3. defineclass：根據(jù)字節(jié)數(shù)組，返回Class對(duì)象

我們?cè)贑lassLoader里面找到findClass方法，發(fā)現(xiàn)該方法直接拋出異常，應(yīng)該是留給子類實(shí)現(xiàn)的。

protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException { 
      throw new ClassNotFoundException(name); 
  } 

 到這里，我們應(yīng)該明白，loadClass方法使用了模版方法模式，主線邏輯是雙親委派，但如何將class文件轉(zhuǎn)化為Class對(duì)象的步驟，已經(jīng)交由子類去實(shí)現(xiàn)。對(duì)模版方法模式不熟悉的同學(xué)，可以先參考我的另外一篇文章模版方法模式

其實(shí)源碼中，已經(jīng)有一個(gè)自定義類加載的樣例代碼，在注釋中：

class NetworkClassLoader extends ClassLoader { 
        String host; 
        int port; 
 
        public Class findClass(String name) { 
            byte[] b = loadClassData(name); 
            return defineClass(name, b, 0, b.length); 
        } 
 
        private byte[] loadClassData(String name) { 
            // load the class data from the connection 
            
        } 
    } 

 看得出來(lái)，如果我們需要自定義類加載器，只需要繼承ClassLoader，并且重寫(xiě)findClass方法即可。

現(xiàn)在有一個(gè)簡(jiǎn)單的樣例，class文件依然在文件目錄中：

package com.yang.testClassLoader; 
 
import sun.misc.Launcher; 
 
import java.io.*; 
 
public class MyClassLoader extends ClassLoader { 
 
    /** 
     * 類加載路徑,不包含文件名 
     */ 
    private String path; 
 
 
    public MyClassLoader(String path) { 
        super(); 
        this.path = path; 
    } 
 
    @Override 
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException { 
        byte[] bytes = getBytesFromClass(name); 
        assert bytes != null; 
        //讀取字節(jié)數(shù)組，轉(zhuǎn)化為Class對(duì)象 
        return defineClass(name, bytes, 0, bytes.length); 
    } 
 
    //讀取class文件，轉(zhuǎn)化為字節(jié)數(shù)組 
    private byte[] getBytesFromClass(String name) { 
        String absolutePath = path + "/" + name + ".class"; 
        FileInputStream fis = null; 
        ByteArrayOutputStream bos = null; 
        try { 
            fis = new FileInputStream(new File(absolutePath)); 
            bos = new ByteArrayOutputStream(); 
            byte[] temp = new byte[1024]; 
            int len; 
            while ((len = fis.read(temp)) != -1) { 
                bos.write(temp, 0, len); 
            } 
            return bos.toByteArray(); 
        } catch (IOException e) { 
            e.printStackTrace(); 
        } finally { 
            if (null != fis) { 
                try { 
                    fis.close(); 
                } catch (IOException e) { 
                    e.printStackTrace(); 
                } 
            } 
            if (null != bos) { 
                try { 
                    bos.close(); 
                } catch (IOException e) { 
                    e.printStackTrace(); 
                } 
            } 
        } 
        return null; 
    } 
 
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException { 
        MyClassLoader classLoader = new MyClassLoader("C://develop"); 
        Class test = classLoader.loadClass("Student"); 
        test.newInstance(); 
    } 
} 

 Student類：

public class Student { 
    public Student() { 
        System.out.println("student classloader is" + this.getClass().getClassLoader().toString()); 
    } 
} 

 注意，這個(gè)Student類千萬(wàn)不要加包名，idea報(bào)錯(cuò)不管他即可，然后使用javac Student.java編譯該類，將生成的class文件復(fù)制到c://develop下即可。

運(yùn)行MyClassLoader的main方法后，可以看到輸出：

看得出來(lái)，Student.class確實(shí)是被我們自定義的類加載器給加載了。

破壞雙親委派

從上面的自定義類加載器的內(nèi)容中，我們應(yīng)該可以猜到了，破壞雙親委派直接重寫(xiě)loadClass方法就完事了。事實(shí)上，我們確實(shí)可以重寫(xiě)loadClass方法，畢竟這個(gè)方法沒(méi)有被final修飾。雙親委派既然有好處，為什么jdk對(duì)loadClass開(kāi)放重寫(xiě)呢?這要從雙親委派引入的時(shí)間來(lái)看：

• 雙親委派模型是在JDK1.2之后才被引入的，而類加載器和抽象類java.lang.ClassLoader則在JDK1.0時(shí)代就已經(jīng)存在，面對(duì)已經(jīng)存在的用戶自定義類加載器的實(shí)現(xiàn)代碼，Java設(shè)計(jì)者引入雙親委派模型時(shí)不得不做出一些妥協(xié)。在此之前，用戶去繼承java.lang.ClassLoader的唯一目的就是為了重寫(xiě)loadClass()方法，jdk為了向前兼容，不得已開(kāi)放對(duì)loadClass的重寫(xiě)操作。

當(dāng)然，也不止這一次對(duì)雙親委派模型的破壞，詳細(xì)的文章可以參考破壞雙親委派模型，里面提到了一個(gè)“線程上下文類加載器”，對(duì)這個(gè)不熟悉的同學(xué)可以參考真正理解線程上下文類加載器(多案例分析)(無(wú)法放鏈接，百度搜索)

我們經(jīng)常用的Tomcat與jdbc，就破壞了雙親委派，礙于文章的篇幅與博主的水平，暫時(shí)不在這里討論破壞的原因，有興趣的同學(xué)可以參考這一篇文章JDBC、Tomcat為什么要破壞雙親委派模型?(無(wú)法放鏈接，百度搜索)