類加載器

1 類加載器的分類

JVM 支持兩種類型的類加載器：引導類加載器（Bootstrap ClassLoader）和自定義類加載器（User-Defined ClassLoader）

從概念上來講，自定義類加載器一般指的是程序中由開發人員自定義的一類加載器，但是 Java 虛擬機規范卻沒有這么定義，而是將所有派生于抽象類 ClassLoader 的類加載器都劃分為自定義類加載器

無論類加載器的類型如何劃分，在程序中我們最常見的類加載器始終只有 3 個，如下所示：

關于 ClassLoader:

測試代碼：ClassLoaderTest.java

public class ClassLoaderTest {public static void main(String[] args) {// 獲取系統（應用）類加載器ClassLoader systemLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();System.out.println(systemLoader); // sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2// 獲取 systemLoader 的上層：擴展類加載器ClassLoader extClassLoader = systemLoader.getParent();System.out.println(extClassLoader); // sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@4554617c// 試圖獲取 extClassLoader 的上層 Bootstrap ClassLoder：獲取不到引導類加載器ClassLoader bootstrapLoader = extClassLoader.getParent();System.out.println(bootstrapLoader); // null// 用戶自定義類的類加載器：默認使用系統類加載器進行加載ClassLoader classLoader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader();System.out.println(classLoader); // sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2// String 的類加載器也是引導類加載器 --> Java 的核心類庫都是使用引導類加載器進行加載的ClassLoader classLoader2 = String.class.getClassLoader();System.out.println(classLoader2); // null} }

2 虛擬機自帶的加載器

2.1 啟動類加載器（引導類加載器，Bootstrap ClassLoader）

• 這個類加載器使用 C/C++ 語言實現的，嵌套在 JVM 內部
• 它用來加載 Java 的核心庫（JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar、resources.jar 或 sun.boot.class.path 路徑下的內容），用于提供 JVM 自身需要的類
• 并不繼承自 java.lang.ClassLoader，沒有父加載器
• 加載擴展類和應用程序類加載器，并指定為它們的父類加載器
• 出于安全考慮，Bootstrap ClassLoader 啟動類加載器只加載包名為 java、javax、sun 開頭的類

測試類 ClassLoaderTest2.java

public class ClassLoaderTest2 {public static void main(String[] args) {System.out.println("======== 啟動類加載器 ========");// 獲取 BootstrapClassLoader 能夠加載的 API 路徑URL[] urLs = Launcher.getBootstrapClassPath().getURLs();for (URL urL : urLs) {System.out.println(urL.toExternalForm());}// 驗證 jsse.jar 包下 Provider 類的類加載器為 Bootstrap ClassLoaderSystem.out.println(Provider.class.getClassLoader()); // null} }

Provider 類由引導類加載器加載：

輸出結果：

2.2 擴展類加載器（Extension ClassLoader）

• Java 語言編寫的，由 sun.misc.Launcher$ExtClassLoader 實現
• 派生于 ClassLoader 類
• 父類加載器為啟動類加載器
• 從 java.ext.dirs 系統屬性所指定的目錄中加載類庫，或從 JDK 的安裝目錄的 jre/lib/ext 子目錄（擴展目錄）下加載類庫。如果用戶創建的 JAR 放在此目錄下，也會自動由擴展類加載器加載

測試類 ClassLoaderTest3.class

public class ClassLoaderTest3 {public static void main(String[] args) {System.out.println("======= 擴展類加載器 =======");String extDirs = System.getProperty("java.ext.dirs");for (String path : extDirs.split(";")) {System.out.println(path);}// 驗證 CurveDB 是由 ExtClassLoader 加載器所加載的System.out.println(CurveDB.class.getClassLoader()); // sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@7ea987ac} }

CurveDB 類是由 ExtClassLoader 加載器所加載的

輸出結果：

2.3 應用程序類加載器（系統類加載器，AppClassLoader）

• Java 語言編寫，由 sun.misc.Launcher$AppClassLoader 實現
• 派生于 ClassLoader 類
• 父類加載器為擴展類加載器
• 它負責加載環境變量 classpath 或系統屬性 java.class.path 指定路徑下的類庫
• 應用程序類加載器程序中默認的類加載器，一般來說，Java 應用的類都是由它來完成加載
• 通過 ClassLoader#getSystemClassLoader() 方法可以獲取到該類加載器

測試類 ClassLoaderTest.java

public class ClassLoaderTest4 {public static void main(String[] args) {// 獲取用戶自定義類的類加載器System.out.println(ClassLoaderTest4.class.getClassLoader());/*** 輸出結果為：sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2*/} }

3 用戶自定義類加載器

在 Java 的日常應用程序開發中，類的加載幾乎都是同上述 3 種類加載器相互配合完成的，但是在必要的時候，我們也可以自定義類加載器，來定制類的加載方式。

3.1 為什么要自定義類加載器

• 隔離加載類
• 修改類加載的方式
• 擴展加載源
• 防止源碼泄漏

3.2 自定義類加載器實現步驟

開發人員可以通過繼承抽象類 java.lang.ClassLoader 類的方式，實現自己的類加載器，以滿足一些特殊的需求

在 JDK 1.2 之前，自定義類加載器時，總會去繼承 ClassLoader 類并重寫 loadClass() 方法，從而實現自定義的加載器類，但是在 JDK 1.2 之后已不再建議用戶覆蓋 loadClass() 方法，而是建議把自定義類加載的邏輯寫在 findClass() 方法中

在編寫自定義類加載器時，如果沒有太過于復雜的需求，可以直接繼承 URLClassLoader類，這樣就可以避免自己去編寫 findClass() 方法及其獲取字節碼流的方式，使自定義類加載器編寫更加簡潔

簡單的類加載器實現 CustomClassLoader.java

public class CustomClassLoader extends ClassLoader {@Overrideprotected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {try {byte[] result = getClassFromCustomPath(name);if (result == null) {throw new FileNotFoundException();} else {return defineClass(name, result, 0, result.length);}} catch (FileNotFoundException e) {e.printStackTrace();}throw new ClassNotFoundException(name);}private byte[] getClassFromCustomPath(String name) {// 從自定義路徑中加載指定類：細節略// 如果指定路徑的字節碼文件進行了加密，則需要在此方法中進行解密操作return null;}public static void main(String[] args) {CustomClassLoader customClassLoader = new CustomClassLoader();try {Class<?> clazz = Class.forName("One", true, customClassLoader);Object obj = clazz.newInstance();System.out.println(obj.getClass().getClassLoader());} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}} }

4 關于 ClassLoader

ClassLoader 類是一個抽象類，其后所有的類加載器都繼承自 ClassLoader （不包括啟動類加載器）

4.1 方法介紹

方法名稱描述

getParent()	返回該類加載器的超類加載器
loadClass(String name)	加載名稱為 name 的類，返回結果為 java.lang.Class 類的實例
findClass(String name)	查找名為 name 的類，返回結果為 java.lang.Class 類的實例
findLoadedClass(String name)	查找名為 name 的已經被加載過的類，返回結果為 java.lang.Class 的類的實例
defineClass(String name, byte[] b, int off, int len)	把字節數組 b 中的內容轉換為一個 Java 類，返回結果為 java.lang.Class 類的實例
resolveClass(Class<?> c)	連接指定的一個 Java 類

4.2 獲取 ClassLoader 的途徑

• 獲取當前類的 ClassLoader: clazz.getClassLoader()
• 獲取當前線程上下文的 ClassLoader: Thread.currentThread().getContextClassLoader()
• 獲取系統的 ClassLoader: ClassLoader.getSystemClassLoader()
• 獲取調用都的 ClassLoader: DriverManager.getCallerClassLoader()

總結

以上是生活随笔為你收集整理的JVM 学习三：类加载器的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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