java有兩種類(lèi)型的classload,一種是user-defined的，一種是jvm內(nèi)置的bootstrap class loader，所有user-defined的class loader都是java.lang.ClassLoader的子類(lèi).

而jvm內(nèi)置的class loader有3種，分別是 Bootstrap ClassLoader， Extension ClassLoader（即ExtClassLoader），System ClassLoader(即AppClassLoader).

而jvm加載時(shí)的雙親委派 就不說(shuō)了，javaeye上有很多文章都有介紹..
可以分別看一下他們的構(gòu)造器，其中Bootstrap ClassLoader是用c寫(xiě)的.
java.lang.ClassLoader

  protected ClassLoader(ClassLoader parent) {
 SecurityManager security = System.getSecurityManager();
 if (security != null) {
   security.checkCreateClassLoader();
 }
//給父loader賦值.
 this.parent = parent;
 initialized = true;
  }
  protected ClassLoader() {
 SecurityManager security = System.getSecurityManager();
 if (security != null) {
   security.checkCreateClassLoader();
 }
//這邊將會(huì)把AppClassLoader付給父loader
 this.parent = getSystemClassLoader();
 initialized = true;
  }

這個(gè)構(gòu)造器有帶參數(shù)的，和不帶構(gòu)造器的2個(gè)。帶參數(shù)的構(gòu)造器傳入的是這個(gè) class loader的父loader,而不帶參數(shù)的構(gòu)造器則會(huì)把getSystemClassLoader()所返回的class loader當(dāng)作他自己的父裝載器.下面我們來(lái)看getSystemClassLoader()的代碼

public static ClassLoader getSystemClassLoader() {
//所返回的class loader在這個(gè)方法里面被賦值
 initSystemClassLoader();
 if (scl == null) {
   return null;
 }
 SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
 if (sm != null) {
   ClassLoader ccl = getCallerClassLoader();
   if (ccl != null && ccl != scl && !scl.isAncestor(ccl)) {
 sm.checkPermission(SecurityConstants.GET_CLASSLOADER_PERMISSION);
   }
 }
 return scl;
  }

  private static synchronized void initSystemClassLoader() {
 if (!sclSet) {
   if (scl != null)
 throw new IllegalStateException("recursive invocation");
      sun.misc.Launcher l = sun.misc.Launcher.getLauncher();
   if (l != null) {
 Throwable oops = null;
//在這邊被賦值
 scl = l.getClassLoader();
     ...................................
.......................................
 }
   }
   sclSet = true;
 }
  }

這邊的父class loader就是scl，也就是l.getClassLoader()所得到的,getClassLoader(),接下來(lái)看Launcher的源碼：
private static Launcher launcher = new Launcher();

  public static Launcher getLauncher() {
 return launcher;
  }

  private ClassLoader loader;

  public Launcher() {
 // Create the extension class loader
 ClassLoader extcl;
 try {
//這里傳入構(gòu)造器的parent為空
   extcl = ExtClassLoader.getExtClassLoader();
 } catch (IOException e) {
   throw new InternalError(
 "Could not create extension class loader");
 }

 // Now create the class loader to use to launch the application
 try {
//這邊可以看到默認(rèn)的loader就是AppClassLoader,也就是說(shuō)getSystemClassLoader返回的就是AppClassLoader
   loader = AppClassLoader.getAppClassLoader(extcl);
 } catch (IOException e) {
   throw new InternalError(
 "Could not create application class loader");
 }
//每一個(gè)當(dāng)前線程一個(gè)classload,以防止多線程中的classload引起的混亂(這個(gè)是我自己理解的，呵呵)
 // Also set the context class loader for the primordial thread.
 Thread.currentThread().setContextClassLoader(loader);

 ...................................
................................................
  }

  /*
   * Returns the class loader used to launch the main application.
   */
  public ClassLoader getClassLoader() {
 return loader;
  }

從中我們看到AppClassLoader的父loader是ExtClassLoader,而ExtClassLoader的父loader是什么呢？我們?cè)趤?lái)看ExtClassLoader的構(gòu)造器:

public ExtClassLoader(File[] dirs) throws IOException {
   super(getExtURLs(dirs), null, factory);
   this.dirs = dirs;
 }

他的父loader為空，而他的頂級(jí)父類(lèi)是java.lang.ClassLoader而當(dāng)傳入的parent為null時(shí)，我們使用 ExtClassLoader load一個(gè)類(lèi)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)調(diào)用Bootstrap ClassLoader.

protected synchronized Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
 throws ClassNotFoundException
  {
 // First, check if the class has already been loaded
 Class c = findLoadedClass(name);
 if (c == null) {
   try {
 if (parent != null) {
//先調(diào)用父loader來(lái)load.
   c = parent.loadClass(name, false);
 } else {
//調(diào)用Bootstrap ClassLoader來(lái)load
   c = findBootstrapClass0(name);
 }
   } catch (ClassNotFoundException e) {
     // If still not found, then invoke findClass in order
     // to find the class.
     c = findClass(name);
   }
 }
 if (resolve) {
   resolveClass(c);
 }
 return c;
  }

而這里findBootstrapClass0也就是調(diào)用Bootstrap ClassLoader這個(gè)最核心的class loader來(lái)load class.

最終我們可以看到getSystemClassLoader() 返回的class loader就是AppClassLoader.

Java Classloader機(jī)制解析

JDK默認(rèn)ClassLoader
JDK 默認(rèn)提供了如下幾種ClassLoader

Bootstrp loader
Bootstrp加載器是用C++語(yǔ)言寫(xiě)的，它是在Java虛擬機(jī)啟動(dòng)后初始化的，它主要負(fù)責(zé)加載%JAVA_HOME%/jre/lib,-Xbootclasspath參數(shù)指定的路徑以及%JAVA_HOME%/jre/classes中的類(lèi)。

ExtClassLoader 
Bootstrp loader加載ExtClassLoader,并且將ExtClassLoader的父加載器設(shè)置為Bootstrp loader.ExtClassLoader是用Java寫(xiě)的，具體來(lái)說(shuō)就是 sun.misc.Launcher$ExtClassLoader，ExtClassLoader主要加載%JAVA_HOME%/jre/lib/ext，此路徑下的所有classes目錄以及java.ext.dirs系統(tǒng)變量指定的路徑中類(lèi)庫(kù)。

AppClassLoader
Bootstrp loader加載完ExtClassLoader后，就會(huì)加載AppClassLoader,并且將AppClassLoader的父加載器指定為 ExtClassLoader。AppClassLoader也是用Java寫(xiě)成的，它的實(shí)現(xiàn)類(lèi)是 sun.misc.Launcher$AppClassLoader，另外我們知道ClassLoader中有個(gè)getSystemClassLoader方法,此方法返回的正是AppclassLoader.AppClassLoader主要負(fù)責(zé)加載classpath所指定的位置的類(lèi)或者是jar文檔，它也是Java程序默認(rèn)的類(lèi)加載器。

綜上所述，它們之間的關(guān)系可以通過(guò)下圖形象的描述：

雙親委托模型
Java中ClassLoader的加載采用了雙親委托機(jī)制，采用雙親委托機(jī)制加載類(lèi)的時(shí)候采用如下的幾個(gè)步驟：

當(dāng)前ClassLoader首先從自己已經(jīng)加載的類(lèi)中查詢(xún)是否此類(lèi)已經(jīng)加載，如果已經(jīng)加載則直接返回原來(lái)已經(jīng)加載的類(lèi)。

每個(gè)類(lèi)加載器都有自己的加載緩存，當(dāng)一個(gè)類(lèi)被加載了以后就會(huì)放入緩存，等下次加載的時(shí)候就可以直接返回了。

當(dāng)前classLoader的緩存中沒(méi)有找到被加載的類(lèi)的時(shí)候，委托父類(lèi)加載器去加載，父類(lèi)加載器采用同樣的策略，首先查看自己的緩存，然后委托父類(lèi)的父類(lèi)去加載，一直到bootstrp ClassLoader.

當(dāng)所有的父類(lèi)加載器都沒(méi)有加載的時(shí)候，再由當(dāng)前的類(lèi)加載器加載，并將其放入它自己的緩存中，以便下次有加載請(qǐng)求的時(shí)候直接返回。

說(shuō)到這里大家可能會(huì)想，Java為什么要采用這樣的委托機(jī)制？理解這個(gè)問(wèn)題，我們引入另外一個(gè)關(guān)于Classloader的概念“命名空間”， 它是指要確定某一個(gè)類(lèi)，需要類(lèi)的全限定名以及加載此類(lèi)的ClassLoader來(lái)共同確定。也就是說(shuō)即使兩個(gè)類(lèi)的全限定名是相同的，但是因?yàn)椴煌?ClassLoader加載了此類(lèi)，那么在JVM中它是不同的類(lèi)。明白了命名空間以后，我們?cè)賮?lái)看看委托模型。采用了委托模型以后加大了不同的 ClassLoader的交互能力，比如上面說(shuō)的，我們JDK本生提供的類(lèi)庫(kù)，比如hashmap,linkedlist等等，這些類(lèi)由bootstrp 類(lèi)加載器加載了以后，無(wú)論你程序中有多少個(gè)類(lèi)加載器，那么這些類(lèi)其實(shí)都是可以共享的，這樣就避免了不同的類(lèi)加載器加載了同樣名字的不同類(lèi)以后造成混亂。

如何自定義ClassLoader
Java除了上面所說(shuō)的默認(rèn)提供的classloader以外，它還容許應(yīng)用程序可以自定義classloader，那么要想自定義classloader我們需要通過(guò)繼承java.lang.ClassLoader來(lái)實(shí)現(xiàn),接下來(lái)我們就來(lái)看看再自定義Classloader的時(shí)候，我們需要注意的幾個(gè)重要的方法：

1.loadClass 方法

loadClass method declare

public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException

上面是loadClass方法的原型聲明，上面所說(shuō)的雙親委托機(jī)制的實(shí)現(xiàn)其實(shí)就實(shí)在此方法中實(shí)現(xiàn)的。下面我們就來(lái)看看此方法的代碼來(lái)看看它到底如何實(shí)現(xiàn)雙親委托的。

loadClass method implement

public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException
 { 
return loadClass(name, false);
}

從上面可以看出loadClass方法調(diào)用了loadcClass(name,false)方法，那么接下來(lái)我們?cè)賮?lái)看看另外一個(gè)loadClass方法的實(shí)現(xiàn)。

Class loadClass(String name, boolean resolve)

protected synchronized Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException  
 { // First, check if the class has already been loaded Class c = findLoadedClass(name);
//檢查class是否已經(jīng)被加載過(guò)了 if (c == null)
 {   
 try {   
if (parent != null) {     
 c = parent.loadClass(name, false); //如果沒(méi)有被加載，且指定了父類(lèi)加載器，則委托父加載器加載。  
 } else {    
 c = findBootstrapClass0(name);//如果沒(méi)有父類(lèi)加載器，則委托bootstrap加載器加載   } 
   } catch (ClassNotFoundException e) {     
 // If still not found, then invoke findClass in order     
// to find the class.     
 c = findClass(name);//如果父類(lèi)加載沒(méi)有加載到，則通過(guò)自己的findClass來(lái)加載。   } 
 } 
 if (resolve) 
{   
 resolveClass(c); 
 } 
return c;
}

上面的代碼，我加了注釋通過(guò)注釋可以清晰看出loadClass的雙親委托機(jī)制是如何工作的。 這里我們需要注意一點(diǎn)就是public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException沒(méi)有被標(biāo)記為final，也就意味著我們是可以override這個(gè)方法的，也就是說(shuō)雙親委托機(jī)制是可以打破的。另外上面注意到有個(gè)findClass方法，接下來(lái)我們就來(lái)說(shuō)說(shuō)這個(gè)方法到底是搞末子的。

2.findClass

我們查看java.lang.ClassLoader的源代碼，我們發(fā)現(xiàn)findClass的實(shí)現(xiàn)如下：

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

我們可以看出此方法默認(rèn)的實(shí)現(xiàn)是直接拋出異常，其實(shí)這個(gè)方法就是留給我們應(yīng)用程序來(lái)override的。那么具體的實(shí)現(xiàn)就看你的實(shí)現(xiàn)邏輯了，你可以從磁盤(pán)讀取，也可以從網(wǎng)絡(luò)上獲取class文件的字節(jié)流，獲取class二進(jìn)制了以后就可以交給defineClass來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的加載。defineClass我們?cè)傧旅嬖賮?lái)描述。 ok，通過(guò)上面的分析，我們可以得出如下結(jié)論：

我們?cè)趯?xiě)自己的ClassLoader的時(shí)候，如果想遵循雙親委托機(jī)制，則只需要override findClass.

3.defineClass

我們首先還是來(lái)看看defineClass的源碼：

defineClass

protected final Class<?> defineClass(String name, byte[] b, int off, int len) 
throws ClassFormatError
{   
 return defineClass(name, b, off, len, null);
}

從上面的代碼我們看出此方法被定義為了final，這也就意味著此方法不能被Override，其實(shí)這也是jvm留給我們的唯一的入口，通過(guò)這個(gè)唯 一的入口，jvm保證了類(lèi)文件必須符合Java虛擬機(jī)規(guī)范規(guī)定的類(lèi)的定義。此方法最后會(huì)調(diào)用native的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)真正的類(lèi)的加載工作。

Ok,通過(guò)上面的描述，我們來(lái)思考下面一個(gè)問(wèn)題：
假如我們自己寫(xiě)了一個(gè)java.lang.String的類(lèi)，我們是否可以替換調(diào)JDK本身的類(lèi)？

答案是否定的。我們不能實(shí)現(xiàn)。為什么呢？我看很多網(wǎng)上解釋是說(shuō)雙親委托機(jī)制解決這個(gè)問(wèn)題，其實(shí)不是非常的準(zhǔn)確。因?yàn)殡p親委托機(jī)制是可以打破的，你完全可以自己寫(xiě)一個(gè)classLoader來(lái)加載自己寫(xiě)的java.lang.String類(lèi)，但是你會(huì)發(fā)現(xiàn)也不會(huì)加載成功，具體就是因?yàn)獒槍?duì)java.*開(kāi)頭的類(lèi)，jvm的實(shí)現(xiàn)中已經(jīng)保證了必須由bootstrp來(lái)加載。

不遵循“雙親委托機(jī)制”的場(chǎng)景
上面說(shuō)了雙親委托機(jī)制主要是為了實(shí)現(xiàn)不同的ClassLoader之間加載的類(lèi)的交互問(wèn)題，被大家公用的類(lèi)就交由父加載器去加載，但是Java中確實(shí)也存在父類(lèi)加載器加載的類(lèi)需要用到子加載器加載的類(lèi)的情況。下面我們就來(lái)說(shuō)說(shuō)這種情況的發(fā)生。

Java中有一個(gè)SPI(Service Provider Interface)標(biāo)準(zhǔn),使用了SPI的庫(kù)，比如JDBC，JNDI等，我們都知道JDBC需要第三方提供的驅(qū)動(dòng)才可以，而驅(qū)動(dòng)的jar包是放在我們應(yīng) 用程序本身的classpath的，而jdbc 本身的api是jdk提供的一部分，它已經(jīng)被bootstrp加載了，那第三方廠商提供的實(shí)現(xiàn)類(lèi)怎么加載呢？這里面JAVA引入了線程上下文類(lèi)加載的概 念，線程類(lèi)加載器默認(rèn)會(huì)從父線程繼承，如果沒(méi)有指定的話(huà)，默認(rèn)就是系統(tǒng)類(lèi)加載器（AppClassLoader）,這樣的話(huà)當(dāng)加載第三方驅(qū)動(dòng)的時(shí)候，就可 以通過(guò)線程的上下文類(lèi)加載器來(lái)加載。
另外為了實(shí)現(xiàn)更靈活的類(lèi)加載器OSGI以及一些Java app server也打破了雙親委托機(jī)制。

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