分析Java的类加载器与ClassLoader（二）：classpath与查找类字节码的顺序，分析ExtClassLoader与AppClassLoader的源码

2022-05-22 23:27:14

先回顾一下classpath

classpath的作用：

classpath的作用是指定查找类的路径：当使用java命令执行一个类（类中的main方法）时，会从classpath中进行查找这个类。

指定classpath的方式一：
设置环境变量CLASSPATH，多个路径之间使用英文的分号隔开，也可以指定为jar包路径。
   示例：CLASSPATH=c:/myclasses/;c/mylib/aa.jar;c:/mylib/bb.jar;.
   注意：在Windows中不区分大小写，所以指定的环境变量名为classpath或是ClassPath都一样。

指定classpath的方式二：
   在执行java命令时通过-classpath参数指定。
   示例：java -classpath c:/myclasses/;c:/mylib/aa.jar cn.itcast.MainApp
   注意：这样就会只是用这个参数指定的classpath，找不到类就报错，不会使用CLASSPATH环境变量！

指定classpath时各个路径的顺序：
试验的结论是按classpath中指定的顺序，先从前面的路径中查找，如果找不到，在从下一个路径中查找，直到找到类字节码或是报NoClassDefFoundError。
另外一种指定类路径方式：
把类字节码文件打成jar包，并放到JRE的lib/ext/目录下，这样在执行时就可以直接找到这个类而不需要指定classpath了。

类加载器与classpath

从上一个文章中我们知道了类加载器默认使用三个：
1，Bootstrap ClassLoader，启动类加载器，负责加载核心Class（即所有java.*开头的Class）。
2，Extension ClassLoader，扩展类加载器，负责加载存放在JRE的lib/ext/目录下的jar包中的Class。
3，Application ClassLoader，应用程序类加载器，负责加载应用程序自身的类（CLASSPATH目录中的Class）。

分析ExtClassLoader

Extension ClassLoader负责加载扩展类路径中的类（默认为JRE的lib/ext/目录） ，也就是说只要把jar包放到这个目录中，就可以直接使用里面的类字节码而不需要指定classpath ！注意这要求一定要在这个目录中放jar包，直接把.class文件放到这个目录中不行。分析一下源码（sun.misc.Launcher$ExtClassLoader类）：

static class ExtClassLoader extends URLClassLoader {
  private File[] dirs;


  // 先看这个方法
  public static ExtClassLoader getExtClassLoader() throws IOException {
    // 调用getExtDirs()方法获取配置的扩展类路径
    final File[] dirs = getExtDirs();
    try {
      // 使用getExtDirs()方法返回的路径生成一个新的ClassLoader实例
      return (ExtClassLoader) AccessController.doPrivileged(new PrivilegedExceptionAction() {
        public Object run() throws IOException {
          int len = dirs.length;
          for (int i = 0; i < len; i++) {
            MetaIndex.registerDirectory(dirs[i]);
          }
          return new ExtClassLoader(dirs);
        }
      });
    } catch (java.security.PrivilegedActionException e) {
      throw (IOException) e.getException();
    }
  }


  // 再看这个方法
  private static File[] getExtDirs() {
    // 获取配置的扩展类路径
    String s = System.getProperty("java.ext.dirs");
    File[] dirs;
    if (s != null) {
      StringTokenizer st = new StringTokenizer(s, File.pathSeparator);
      int count = st.countTokens();
      dirs = new File[count];
      for (int i = 0; i < count; i++) {
        dirs[i] = new File(st.nextToken());
      }
    } else {
      dirs = new File[0];
    }
    return dirs;
  }
  
  // 其他代码略
  ...
}

Application ClassLoader负责加载CLASSPATH目录中的Class ，也就是说classpath是给这个类加载器用的。分析一下源码（sun.misc.Launcher$AppClassLoader类）：

static class AppClassLoader extends URLClassLoader {


  public static ClassLoader getAppClassLoader(final ClassLoader extcl) throws IOException {
    // 获取配置的classpath路径
    // 注1：可以通过设置classpath环境变量改变java.class.path的值。
    // 注2：也可以在程序中使用System.setProperty("java.class.path", "newpath")改变java.class.path的值。
    final String s = System.getProperty("java.class.path");
    final File[] path = (s == null) ? new File[0] : getClassPath(s);


    // 使用classpath中的路径生成一个新的ClassLoader实例并返回
    return (AppClassLoader) AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction() {
      public Object run() {
        URL[] urls = (s == null) ? new URL[0] : pathToURLs(path);
        return new AppClassLoader(urls, extcl);
      }
    });
  }


  // 其他代码略
  ...
}

当AppClassLoader遇上ExtClassLoader

如果JRE的lib/ext/目录下的jar包有某个类，我们指定的classpath中也有这个类，会怎么样呢？想想类加载查找类字节码的策略！结论是会执行lib/ext/xx.jar中的类！因为类加载器使用委托模式进行类加载，并且ExtClassLoader是AppClassLoader的上级，所以AppClassLoader会先让ExtClassLoader加载。如果父的类加载器没有找到，自己才会加载。

结论：
1，把jar包放到扩展类路径中就可以直接使用其中的类（默认是JRE的lib/ext/目录）
2，classpath是给AppClassLoader配置的。
3，如果扩展类路径中有某个类，classpath中也有这个类，则会使用扩展类路径中的类。

http://www.tuicool.com/articles/bQFnqmi

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