虚拟机类加载机制

虚拟机把描述类的数据从Class文件加载到内存，并对数据进行校验、转换解析和初始化，最终形成可以被虚拟机直接使用的Java类型，这就是虚拟机的类加载机制。

 

类加载的时机

从加载到虚拟机内存中开始，到卸载出内存为止，整个生命周期包括：加载、验证、准备、解析、初始化、使用和卸载，其中验证、准备、解析3个部分称为连接。

加载、验证、准备、初始化和卸载这5个阶段的顺序是确定的，类的加载过程必须按照这种顺序按部就班地开始（注意是开始，这些阶段通常是相互交叉混合式进行），而解析阶段则不一定：在某些情况下可以在初始化阶段之后在开始，这是为了支持Java语言的运行时绑定。

 

类与类加载器

类加载器虽然只用于实现类的加载动作，但它在Java程序中起到的作用远远不限于类加载阶段。对于任意一个类，都需要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，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，那两个类就必定是不相等的。

 

双亲委派模型

从虚拟机角度讲，只存在两种不同的类加载器：一种是启动类加载器（Bootstrap ClassLoader），另一种是所有其他的类加载器，这些类加载器都由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开发人员角度来看，类加载器还可以划分得更细致一些。

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-Xrootclasspath参数所指定的路径中的，并且是虚拟机识别的（仅按照文件名识别，如rt.jar，名字不符合的类库即使放在lib目录下也不会被加载）类库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，那么直接使用null代替即可。

扩展类加载器（Extension ClassLoader）：这个类加载器负责加载<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。

应用程序加载器（Application ClassLoader）：这个类加载器是ClassLoader中getSystemClassLoader（）方法的返回值，所以一般称为系统类加载器，负责加载用户类路径上所指定的类库。

工作过程：如果一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己尝试去加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器去完成，每一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，只有当父类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。

好处是：Java类随着它的类加载器一起具备了一种带有优先级的层次关系，例如类java.lang.Object，它存放在rt.jar中，无论哪一个类加载器去加载这个类，最终都是委派给处于模型最顶端的启动类加载器进行加载，因此Object类在程序的各种类加载器环境中都是同一个类。实现简单，代码集中在java.lang.ClassLoader的loadClass（）方法之中先检查是否被加载过，若没有加载则调用父加载器的loadClass（）方法，若父类加载器为空则默认使用启动类加载器作为父加载器，如果父类加载失败，抛出ClassNotFoundException异常后，再调用自己的findClass（）方法进行加载。

 

破坏双亲委派模型

JNDI服务的代码由启动类加载器去加载，但JNDI的目的是对资源进行集中管理和查找，需要调用由独立厂商实现并部署在应用程序的ClassPath下的JNDI接口的提供者的代码，但启动类加载器不知道这些代码，为了解决这个问题，提供线程上下文类加载器，这个类加载器可以通过java.lang.Thread类的setContextClassLoader（）方法进行设置，如果创建线程时还未设置，将从父线程中继承一个，如果在应用程序的全局范围内都没有设置过的话，那么这个类加载器默认就是应用程序类加载器。有了线程上下文类加载器，JNDI服务使用这个线程上下文类加载器去加载所需要的SPI代码，也就是父类加载器请求子类加载器去完成类加载的动作。