类加载器负责将.class文件（可能在磁盘上，也可能在网络上）加载到内存种，并为之生成对应的java.lang.Class对象。尽管在Java开发种无须关系类加载机制，但所有编程人员都应该了解其工作机制，明白如何做才能让其更好地满足我们的需要。

1.类加载器简介

 类加载器负责加载所有类，系统为所有被载入内存的类生成一个java.lang.Class实例，一旦一个类被载入JVM中，同一个类就不会被再次载入了。现在的问题时，怎么样才算“同一个类”？
 正如一个对象有一个唯一标识一样，一个载入JVM的类也有一个唯一的标识，在Java中，一个类用其全限定类名（包括包名和类名）作为标识；但在JVM中，一个类用其全限定类名和其类加载器作为其唯一标识。例如：如果在pg的保重有一个名为Person的类，被类加载器ClassLoader的实例k1负责加载，则该Person类对应的Class对象在JVM中表示为（Person，pg,k1）。这意味着两个类加载器加载的同名类：（Person，pg，k1）和（Person，pg，k2）是不同的，它们所加载的类也是完全不同，互不兼容的。
当JVM启动时，会形成由三个类加载器组成的初始类加载器层次结构

• Bootstrap ClassLoader：根类加载器。
• Extension ClassLoader：扩展类加载器。
• System ClassLoader：系统类加载器。

Bootstrap ClassLoader被称为引导（也称为原始或根）类加载器，它负责加载Java的核心类。在Sun的JVM中，当执行java.exe命令时，使用-Xbootclasspath选项或使用-D选项指定sun.boot.class.path系统属性值可以指定加载附加的类。根类加载器非常特殊，它并不是java.lang.ClassLoader的子类，而是由JVM自身实现的。
Extension ClassLoader被称为扩展类加载器，它负责加载JRE的扩展目录（%JAVA_HOME%/jre/lib/ext或者由java.ext.dirs系统属性指定的目录）中JAR包的类。通过这种方式，就可以为Java扩展核心类以外的新功能，只要把自己开发的类打包成JAR文件，然后放入JAVA_HOME/jre/lib/ext路径即可
System ClassLoader被称为系统（也成为应用）类加载器，它负责在JVM启动时加载来自java命令的-classpath选项，java.class.path系统属性，或CLASSPATH环境变量所指定的JAR包和类路径。程序可以通过CLassLoader的静态方法getSystemClassLoader()来获取系统类加载器。如果没有特别指定，则用户自定义的类加载器都以类加载器作为父加载器。

2.类加载机制

 JVM的类加载机制主要有如下三种

• 全盘负责。所谓全盘负责，就是当一个类加载器负责加载某个Class时，该Class所依赖的和引用的其他Class也将由该类加载器负责载入，除非显式使用另外一个类加载器来载入。
• 父类委托。所谓父类委托，则是先让parent（父）类加载器试图加载该Class，只有在父类加载器无法加载该类时才尝试从自己的类路径中加载该类。
• 缓存机制。缓存机制将会保证所有加载过的Class都会被缓存，当程序中需要使用某个Class时，类加载器先从缓存区中搜寻该Class，只有当缓存区中不存在该Class对象时，系统才会读取该类对应的二进制数据，并将其转换成Class对象，存入缓存区中。这就是为什么修改Class后，必须重新启动JVM，程序所做的修改才会生效的原因。
  

类加载器加载Class大致要经过如下8个步骤：
1 检测此Class是否载入过（即在缓存区中是否有此Class），如果有则直接进入第8步骤，否则接着执行第2步。
2 如果父类加载器不存在（如果没有父类加载器，则要么parent一定是根类加载器，要么本身就是根类加载器），则跳到第4步执行；如果父类加载器存在，则接着执行第3步。
3 请求使用父类加载器去载入目标类，如果成功载入则跳至第8步，否则接着执行第5步。
4 请求使用根类加载器来载入目标类，如果成功载入则跳至第8步，否则跳至第7步。
5 当前类加载器尝试寻找Class文件（从与此ClassLoader相关的类路径中国寻找），如果找到则执行第6步，如果找不到则跳至到第7步。
6 从文件中载入Class，成功载入后跳到第8步。
7 抛出ClassNotFoundException异常。
8 返回对应的java.lang.Class对象。
 其中，第5，6步允许重写ClassLoader的findClass()方法来实现自己的载入策略，甚至重写loadClass()方法来实现自己的载入过程。

3.URLClassLoader类

 Java为ClassLoader提供了一个URLClassLoader实现类，该类也是系统类加载器和扩展类加载器的父类（此处的父类，就是指类与类之间的继承关系）。URLClassLoader功能比较强大，它既可以从本地文件系统获取二进制文件来加载类，也可以从远程主机获取二进制文件来加载类。

文章内容均取自《疯狂Java讲义-李刚》一书中类加载机制与反射章节。截取重要知识点作为笔记记录，方便自己回顾。