Java的ClassLoader有什么用
Java的ClassLoader有什么用
这篇文章主要介绍“Java的ClassLoader有什么用”，在日常操作中，相信很多人在Java的ClassLoader有什么用问题上存在疑惑，小编查阅了各式资料，整理出简单好用的操作方法，希望对大家解答”Java的ClassLoader有什么用”的疑惑有所帮助！接下来，请跟着小编一起来学习吧！
1. ClassLoader
类加载器(class loader)用来加载 Java 类到 Java 虚拟机中。Java 源程序(.java 文件)在经过 Java 编译器编译之后就被转换成 Java 字节代码(.class 文件)。类加载器负责读取 Java 字节代码，并转换成 java.lang.Class 类的一个实例。
2. ClassLoader Hierarchy
JVM在加载类时，使用的是双亲委托模式(delegation model)，也就是说除了Bootstrap ClassLoader之外，每个ClassLoader都有一个Parent ClassLoader。ClassLoader是按需进行加载class文件。当ClassLoader试图加载一个类时，首先检查本地缓冲，查看类是否已被加载，如果类没有被加载，尝试委托给父ClassLoader进行加载，如果父ClassLoader加载失败，才会由该ClassLoader进行加载，从而避免了重复加载的问题。一下为类装载器层次图：
Bootstrap ClassLoader：负责加载java_home/lib目录下的核心类或- Xbootclasspath指定目录下的类。
Extension ClassLoader：负责加载java_home/lib/ext目录下的扩展类或 -Djava.ext.dirs 指定目录下的类。
System ClassLoader：负责加载-classpath/-Djava.class.path所指的目录下的类。
如果类App1在本地缓冲中没有class文件(没有被加载)，那么它会自底向上依次查找是否已经加载了类，如果已经加载，则直接返回该类实例的引用。如果BootstrapClassLoader也未成功加载该类，那么会抛出异常，然后自顶向下依次尝试加载，如果到App1 ClassLoader还没有加载成功，那么会抛出ClassNotFoundException异常给调用者。
Java代码
publicstaticvoidmain(String[]args){ClassLoadercl=ClassLoader.getSystemClassLoader();while(cl!=null){System.out.println(cl);System.out.println("parentclassloader:"+cl.getParent());cl=cl.getParent();}}
Java代码
sun.misc.Launcher$AppClassLoader@19821fparentclassloader:sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@addbf1sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@addbf1parentclassloader:null
我们看到，当前系统类装载器为AppClassLoader,AppClassLoader的父类装载器是ExtClassLoader，ExtClassLoader的父装载器为null，表示为BootstrapClassLoader。BootstrapClassLoader由JVM采用本地代码实现，因此没有对应的Java类，所以ExtClassLoader的getParent()返回null。
ClassLoader的职责之一是保护系统名字空间。以下为ClassLoader类部分代码：
Java代码
privateProtectionDomainpreDefineClass(Stringname,ProtectionDomainprotectionDomain){if(!checkName(name))thrownewNoClassDefFoundError("IllegalName:"+name);if((name!=null)&&name.startsWith("java.")){thrownewSecurityException("Prohibitedpackagename:"+name.substring(0,name.lastIndexOf('.')));}if(protectionDomain==null){protectionDomain=getDefaultDomain();}if(name!=null)checkCerts(name,protectionDomain.getCodeSource());returnprotectionDomain;}
那么，当我们定义如下类Foo，虽然能够通过编译，但是会报java.lang.SecurityException: Prohibited package name: java.lang异常，因为我们试图将Foo类写入到java.lang包下。
Java代码
packagejava.lang;publicclassFoo{publicstaticvoidmain(Stringargs[])throwsException{Foof=newFoo();System.out.println(f.toString());}}
3. 定制ClassLoader
Java自带的ClassLoader类的定义为：
Java代码
publicabstractclassClassLoader{}
启动类加载器是JVM通过调用ClassLoader.loadClass()方法。
Java代码
publicClassloadClass(Stringname)throwsClassNotFoundException{returnloadClass(name,false);}protectedsynchronizedClassloadClass(Stringname,booleanresolve)throwsClassNotFoundException{//First,checkiftheclasshasalreadybeenloadedClassc=findLoadedClass(name);if(c==null){try{if(parent!=null){c=parent.loadClass(name,false);}else{c=findBootstrapClass0(name);}}catch(ClassNotFoundExceptione){//Ifstillnotfound,theninvokefindClassinorder//tofindtheclass.c=findClass(name);}}if(resolve){resolveClass(c);}returnc;}protectedClassfindClass(Stringname)throwsClassNotFoundException{thrownewClassNotFoundException(name);}
loadClass(String name, boolean resolve)方法中的resolve如果为true,表示分析这个Class对象，包括检查Class Loader是否已经初始化等。loadClass(String name) 在加载类之后不会对该类进行初始化，直到***次使用该类时，才会对该类进行初始化。
那么，我们在定制ClassLoader的时候，通常只需要覆写findClass(String name)方法。在findClass(String name)方法内，我们可以通过文件、网络(URL)等形式获取字节码。以下为获取字节码的方法:
Java代码
publicInputStreamgetResourceAsStream(Stringname);publicURLgetResource(Stringname);publicInputStreamgetResourceAsStream(Stringname);publicEnumerationgetResources(Stringname)throwsIOException;
在取得字节码后，需要调用defineClass()方法将字节数组转换成Class对象，该方法签名如下：
Java代码
protectedfinalClassdefineClass(Stringname,byte[]b,intoff,intlen,ProtectionDomainprotectionDomain)throwsClassFormatError
对于相同的类，JVM最多会载入一次。如果同一个class文件被不同的ClassLoader载入(定义)，那么载入后的两个类是完全不同的。
Java代码
publicclassFoo{//privatestaticfinalAtomicIntegerCOUNTER=newAtomicInteger(0);publicFoo(){System.out.println("counter:"+COUNTER.incrementAndGet());}publicstaticvoidmain(Stringargs[])throwsException{URLurls[]=newURL[]{newURL("file:/c:/")};URLClassLoaderucl1=newURLClassLoader(urls);URLClassLoaderucl2=newURLClassLoader(urls);Classc1=ucl1.loadClass("Foo");Classc2=ucl2.loadClass("Foo");System.out.println(c1==c2);c1.newInstance();c2.newInstance();}}
以上程序需要保证Foo.class文件不在classpath路径下。从而使AppClassLoader无法加载Foo.class。
输出结果：
Java代码
falsecounter:1counter:1
4. Web应用的ClassLoader
绝大多数的EJB容器，Servlet容器等都会提供定制的ClassLoader，来实现特定的功能。但是通常情况下，所有的servlet和filter使用一个ClassLoader。每个jsp都使用一个独立的ClassLoader。
5. 隐式(implicit)和显示(explicit)的加载
隐式加载：我们使用new关键字实例化一个类，就是隐身的加载了类。
显示加载分为两种：
java.lang.Class的forName()方法;
java.lang.ClassLoader的loadClass()方法。
Class.forName()方法有两个重载的版本：
Java代码
publicstaticClassforName(StringclassName)throwsClassNotFoundException{returnforName0(className,true,ClassLoader.getCallerClassLoader());}publicstaticClassforName(Stringname,booleaninitialize,ClassLoaderloader)throwsClassNotFoundException
可以看出，forName(String className)默认以true和ClassLoader.getCallerClassLoader()调用了三参数的重载方法。ClassLoader.getCallerClassLoader()表示以caller class loader加载类，并会初始化类(即静态变量会被初始化，静态初始化块中的代码也会被执行)。如果以false和ClassLoader.getCallerClassLoader()调用三参数的重载方法，表示加载后的类不会被初始化。
ClassLoader.loadClass()方法在类加载后，也同样不会初始化类。
6. 两个异常(exception)
NoClassDefFoundError: 当java源文件已编译成.class文件,但是ClassLoader在运行期间搜寻路径load某个类时,没有找到.class文件则抛出这个异常。
ClassNotFoundException: 试图通过一个String变量来创建一个Class类时不成功则抛出这个异常
到此，关于“Java的ClassLoader有什么用”的学习就结束了，希望能够解决大家的疑惑。理论与实践的搭配能更好的帮助大家学习，快去试试吧！若想继续学习更多相关知识，请继续关注亿速云网站，小编会继续努力为大家带来更多实用的文章！
