Java 类加载器

类加载器的主要工作是，通过一个类的全限定名来获取描述此类的二进制字节流。

对于任意一个类，由加载它的类加载器和这个类本身一同确立其在 Java 虚拟机中的唯一性，每一个类加载器，都拥有一个独立的类名称空间。换言之，比较两个类是否“相等”，只有在这两个类是由同一个类加载器加载的前提下才有意义，否则，即使这两个类来源于同一个 Class 文件，被同一个虚拟机加载，只要加载它们的类加载器不同，那这两个类酒必定不相等。

从 Java 虚拟机的角度来讲，只存在两种不同的类加载器：一种是启动类加载器(Bootstrap ClassLoader)，这个类加载器使用 C++ 语言实现，是虚拟机自身的一部分；另一种就是所有其他的类加载器，这些类加载器由 Java 语言实现，独立于虚拟机外部，并且全都继承自抽象类 java.lang.ClassLoader 。

从 Java 开发人员的角度来看，类加载器还可以划分的更细致一些，绝大部份 Java 程序都会使用到以下 3 中系统提供的类加载器。

• 启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）：这个类加载器负责将存放在 <Java_home>/lib 目录中的，或者被 -Xbootclasspath 参数所指定的路径中的，并且是虚拟机识别的类库（仅按照文件名识别，名字不符合的类库即使放在 lib 目录中也不会被加载）加载到虚拟机内存中。启动类加载器无法被 Java 程序直接引用，用户在编写自定义类加载器时，如果需要把加载请求委派给引导类加载器，那直接使用 null 代替即可。
• 扩展类加载器（Extension ClassLoader）：这个加载器由 sun.misc.Launcher$ExtClassLoader 实现，它负责加载 <JAVA_HOME>/lib/ext 目录中的，或者被 java.ext.dirs 系统变量所指定的路径中的所有类库，开发者可以直接使用扩展类加载器。
• 应用程序类加载器（Application ClassLoader）：这个类加载器由 sun.misc.Launcher$AppClassLoader 实现。由于这个类加载器是 ClassLoader 中 getSystemClassLoader() 方法的返回值，所以一般也称它为系统类加载器。它负责加载用户类路径（ClassPath）上所指定的类库，开发者可以直接使用这个类加载器。如果应用程序中没有自定义过自己的类加载器，一般情况下这个就是程序中默认的类加载器。

我们的应用程序都是由这 3 种类加载器互相配合进行加载的，如果有必要，还可以加入自己定义的类加载器。这些类加载器之间的关系一般如下图所示。

上图展示的类加载器之间的这种层次关系，称为类加载器的双亲委派模型（Parents Delegation Model）。双亲委派模型出了要求顶层的启动类加载器外，其余的类加载器都应当由自己的父类加载器。这里类加载器的父子关系一般使用组合（Composition）管理来实现。如下：

public abstract class ClassLoader {
    // The parent class loader for delegation
    // Note: VM hardcoded the offset of this field, thus all new fields
    // must be added *after* it.
    public final ClassLoader parent;

    ...
}

类加载器的双亲委派模型并不是一个强制性的约束模型，而是 Java 设计者推荐给开发者的一种类加载器实现方式。

双亲委派模型的工作过程是：如果一个类加载器收到了类加载请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把这请求委派给父类加载器去完成，每一个层次的类加载器都是如此，因此所有的加载请求最终都应该传送到顶层的启动类加载器中，只有当父加载器反馈自己无法完成这个加载请求（它的搜索范围中没有找到所需的类）时，子加载器才会尝试自己去加载。

深度参考：

• 《深入理解Java虚拟机》第2版