类加载器详解

2024-04-11 08:48:19

类加载器的分类

JVM支持两种类型的加载器，分别为***引导类加载器（Bootstrap Class Loader）***和***自定义类加载器（User-Defined Class Loader）***。
从概念上来讲，自定义类加载器一般指的是程序中由开发人员自定义的一类加载器，但是Java虚拟机规范却没有这么定义，而是***将所有派生于抽象类ClassLoader的类加载器都划分为自定义类加载器***。
无论类加载器的类型如何划分，在程序中我们最常见的类加载器始终只有3个，如下所示：

public class ClassLoaderTest {

    public static void main(String[] args) {

        //获取系统类加载器（应用类加载器）
        ClassLoader systemClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
        System.out.println(systemClassLoader);  //sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2

        //获取其上层：扩展类加载器
        ClassLoader extClassLoader = systemClassLoader.getParent();
        System.out.println(extClassLoader); //sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@1b6d3586

        //获取其上层：
        ClassLoader bootstrapClassLoader = extClassLoader.getParent();
        System.out.println(bootstrapClassLoader); //null


        //对于用户自定义类来说：默认使用系统类加载器进行加载
        ClassLoader classLoader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader();
        System.out.println(classLoader);  //sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2

        //String类使用引导类加载器进行加载的。 --->  Java的核心类库都是使用引导类加载器进行加载的。
        ClassLoader classLoader1 = String.class.getClassLoader();
        System.out.println(classLoader1); //null
    }
}

加载器的分类

虚拟机自带的加载器

启动类加载器（引导类加载器，Bootstrap ClassLoader）

这个类加载使用C/C++语言实现的，嵌套在JVM内部。
它用来加载Java的核心类库（JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar、resources.jar或sun.boot.class.path路径下的内容），用于提供JVM自身需要的类
并不继承自java.lang.ClassLoader，没有父类加载器
加载扩展类和应用程序类加载器，并指定为他们的父类加载器。
出于安全考虑，Bootstrap启动类加载器只加载包名java、javax、sun等开头的类

扩展类加载器（Extension ClassLoader）

Java语言编写，由sun.misc.Launcher$ExtLassLoader实现
派生于ClassLoader类
父类加载器为启动类加载器
从java.ext.dirs系统属性所指定的目录中加载类库，或从JDK的安装目录的jre/lib/ext子目录（扩展目录）下加载类库。如果用户创建的JAR放在此目录下，也会自动由扩展类加载器加载

应用程序类加载器（系统类加载器，AppClassLoader）

java语言编写，由sun.misc.Launcher$AppClassLoader实现
派生于ClassLoader类
父类加载器为扩展类加载器
它负责加载环境变量classpath或系统属性java.class.path指定路径下的类库
该类加载是程序中默认的类加载器，一般来说，Java应用的类都是由它来完成加载
通过ClassLoader#getSystemClassLoader()方法可以获取到该类加载器

import sun.misc.Launcher;
import sun.security.ec.CurveDB;

import java.net.URL;
import java.security.Provider;

public class ClassLoaderDemo {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("***********************启动类加载器***************************************");
        //获取BootstrapClassLoader
        URL[] urLs = Launcher.getBootstrapClassPath().getURLs();
        for (URL e : urLs) {
            System.out.println(e.toExternalForm());
        }

        //从上面一个路径下选择一个类，来看看他的类加载是什么：引导类加载器
        ClassLoader classLoader = Provider.class.getClassLoader();
        System.out.println(classLoader); //null


        System.out.println("***********************************扩展类加载器***********************************");
        String extDirs = System.getProperty("java.ext.dirs");
        for (String path : extDirs.split(";")) {
            System.out.println(path);
        }
        //从上面的路径下随意选择一个类，来看看他的类加载器是什么
        ClassLoader classLoader1 = CurveDB.class.getClassLoader();
        System.out.println(classLoader1); //sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@4b67cf4d
    }
}

用户自定义类加载器

在Java的日常应用程序开发中，类的加载几乎是由上述3种类加载器相互配合执行的，在必要时，我们还可以自定义类加载器，来定制类的加载方式。

为什么要自定义类加载器？

隔离加载器
修改类加载的方式
扩展加载器
防止源码泄露

用户自定义类加载器实现步骤：

开发人员可以通过继承抽象类java.lang.ClassLoader类的方式，实现自己的类加载器，以满足一些特殊的需求
在JDK1.2之前，在自定义类加载器时，总会去继承ClassLoader类并重写loadClass()方法，从而实现自定义的类加载器，但是在JDK1.2之后已不再建议用户去覆盖loadClass（）方法，而是建议把自定义的类加载逻辑编写在findClass（）方法中
在编写自定义类加载器时，如果没有太过于复杂的需求，可以直接继承URLClassLoader类，这样就可以避免自己去编写findClass（）方法及其获取字节码流的方式，使自定义类加载器编写更加简洁。

关于ClassLoader

ClassLoader类，它是一个抽象类，其后所有的类加载器都继承自ClassLoader（不包括启动类加载器）

获取ClassLoader的途径

public class ClassLoaderTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            //1
            ClassLoader classLoader1 = Class.forName("java.lang.String").getClassLoader();
            System.out.println(classLoader1); //null

            //2
            ClassLoader classLoader2 = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
            System.out.println(classLoader2);  //sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2

            //3
            ClassLoader parent = ClassLoader.getSystemClassLoader().getParent();
            System.out.println(parent);  //sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@1b6d3586


        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

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虚拟机自带的加载器

关于ClassLoader

获取ClassLoader的途径

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