JAVA类的静态加载和动态加载以及NoClassDefFoundError和ClassNotFoundException

我们都知道Java初始化一个类的时候可以用new 操作符来初始化,

也可通过Class.forName()的方式来得到一个Class类型的实例,然后通过这个Class类型的实例的newInstance 来初始化.

我们把前者叫做JAVA的静态加载,把后者叫做动态加载.后者在很多框架中经常使用,通过用property文件的方式指定类名称.如我们熟悉的在写JDBC代码的时候加载不同数据库的驱动.

静态加载的时候如果在运行环境中找不到要初始化的类,抛出的是NoClassDefFoundError,它在JAVA的异常体系中是一个Error,错误.

动态态加载的时候如果在运行环境中找不到要初始化的类,抛出的是ClassNotFoundException,它在JAVA的异常体系中是一个checked异常,在写代码的时候就需要catch.

下面用实例来演示:

ReferencedCls是需要初始化的类,它在一个单独的jar中,它被StaticReferencingCls和DynamicReferencingCls分别以静态和动态的方式加载.

将prjT1做成一个jar包,t1.jar.将prjT2做成一个jar包,t2.jar.放在d:/temp文件夹.

JAVA代码如下:

package com.test1;
public class ReferencedCls {
    private String str = "test value";

    public String getStr() {
        return str;
    }
    public void setStr(String str) {
        this.str = str;
    }

    public ReferencedCls() {
        System.out.println("Constructor: ReferencedCls");
    }
}

package com.test2;
import com.test1.ReferencedCls;
public class StaticReferencingCls {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("Started testing static loading...............");
        ReferencedCls cls = new ReferencedCls();
        System.out.println(cls.getStr());
    }
}
package com.test2;
import com.test1.ReferencedCls;
public class DynamicReferencingCls {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException {
                System.out.println("Started testing dynamic loading...............");
        Class cls = Class.forName("com.test1.ReferencedCls");
        ReferencedCls obj = (ReferencedCls)cls.newInstance();
        System.out.println(obj.getStr());
    }
}

以不同的方式运行:
1,在运行环境中能找到需要的类时,都正常运行

D:\>java -cp d:/temp/t1.jar;d:/temp/t2.jar com.test2.StaticReferencingCls
Started testing static loading...............
Constructor: ReferencedCls
test value

D:\>java -cp d:/temp/t1.jar;d:/temp/t2.jar com.test2.DynamicReferencingCls
Started testing dynamic loading...............
Constructor: ReferencedCls
test value

2,以静态方式加载,运行环境缺失需要的类,抛出NoClassDefFoundError

D:\>java -cp d:/temp/t2.jar com.test2.StaticReferencingCls
Started testing static loading...............
Exception in thread "main" java.lang.NoClassDefFoundError: com/test1/ReferencedCls
        at com.test2.StaticReferencingCls.main(StaticReferencingCls.java:9)
Caused by: java.lang.ClassNotFoundException: com.test1.ReferencedCls
        at java.net.URLClassLoader$1.run(Unknown Source)
        at java.security.AccessController.doPrivileged(Native Method)
        at java.net.URLClassLoader.findClass(Unknown Source)
        at java.lang.ClassLoader.loadClass(Unknown Source)
        at sun.misc.Launcher$AppClassLoader.loadClass(Unknown Source)
        at java.lang.ClassLoader.loadClass(Unknown Source)
        at java.lang.ClassLoader.loadClassInternal(Unknown Source)
        ... 1 more

3,以动态方式加载,运行环境缺失需要的类,抛出ClassNotFoundException,同时在写代码的时候也需要catch这个异常或者声明这个异常.

D:\>java -cp d:/temp/t2.jar com.test2.DynamicReferencingCls
Started testing dynamic loading...............
Exception in thread "main" java.lang.ClassNotFoundException: com.test1.ReferencedCls
        at java.net.URLClassLoader$1.run(Unknown Source)
        at java.security.AccessController.doPrivileged(Native Method)
        at java.net.URLClassLoader.findClass(Unknown Source)
        at java.lang.ClassLoader.loadClass(Unknown Source)
        at sun.misc.Launcher$AppClassLoader.loadClass(Unknown Source)
        at java.lang.ClassLoader.loadClass(Unknown Source)
        at java.lang.ClassLoader.loadClassInternal(Unknown Source)
        at java.lang.Class.forName0(Native Method)
        at java.lang.Class.forName(Unknown Source)
        at com.test2.DynamicReferencingCls.main(DynamicReferencingCls.java:11)

4,JVM本身使用的方式也是静态加载,如用JAVA命令运行一个带main方法的类,这个类在运行环境缺失.

D:\>java com.test2.XXXCls
Exception in thread "main" java.lang.NoClassDefFoundError: com/test2/XXXCls
Caused by: java.lang.ClassNotFoundException: com.test2.XXXCls
        at java.net.URLClassLoader$1.run(Unknown Source)
        at java.security.AccessController.doPrivileged(Native Method)
        at java.net.URLClassLoader.findClass(Unknown Source)
        at java.lang.ClassLoader.loadClass(Unknown Source)
        at sun.misc.Launcher$AppClassLoader.loadClass(Unknown Source)
        at java.lang.ClassLoader.loadClass(Unknown Source)
        at java.lang.ClassLoader.loadClassInternal(Unknown Source)
Could not find the main class: com.test2.XXXCls.  Program will exit.

虚拟机会延迟加载类，不是import的类都会被加载，只有在第一次使用的时候才加载。
比如下面的代码，如果不满足条件，XClass可能在整个运行期间都不会被加载。
if("1".equals(args[0])){
    System.out.println(XClass.staticStr);
}