Java --ClassLoader创建、加载class、卸载class
一、java提供了三种ClassLoader对Class进行加载：
1.BootStrap ClassLoader：称为启动类加载器，是Java类加载层次中最顶层的类加载器，负责加载JDK中的核心类库，如：rt.jar、resources.jar、charsets.jar等，可通过如下程序获得该类加载器从哪些地方加载了相关的jar或class文件：
URL[] urls = sun.misc.Launcher.getBootstrapClassPath().getURLs(); for (int i = 0; i < urls.length; i++) { System.out.println(urls[i].toExternalForm()); }
或者
System.out.println(System.getProperty("sun.boot.class.path"));
最后结果为：
/Java/jdk1.6.0_22/jre/lib/resources.jar
/Java/jdk1.6.0_22/jre/lib/rt.jar
/Java/jdk1.6.0_22/jre/lib/sunrsasign.jar
/Java/jdk1.6.0_22/jre/lib/jsse.jar
/Java/jdk1.6.0_22/jre/lib/jce.jar
/Java/jdk1.6.0_22/jre/lib/charsets.jar
/Java/jdk1.6.0_22/jre/classes/
2.Extension ClassLoader：称为扩展类加载器，负责加载Java的扩展类库，默认加载JAVA_HOME/jre/lib/ext/目下的所有jar。
3.App ClassLoader：称为系统类加载器，负责加载应用程序classpath目录下的所有jar和class文件。
二、ClassLoader的加载原理
1、原理介绍
ClassLoader使用的是双亲委托模型来搜索类的，每个ClassLoader实例都有一个父类加载器的引用（不是继承的关系，是一个包含的关系），虚拟机内置的类加载器（Bootstrap ClassLoader）本身没有父类加载器，但可以用作其它ClassLoader实例的的父类加载器。当一个ClassLoader实例需要加载某个类时，它会试图亲自搜索某个类之前，先把这个任务委托给它的父类加载器，这个过程是由上至下依次检查的，首先由最顶层的类加载器Bootstrap ClassLoader试图加载，如果没加载到，则把任务转交给Extension ClassLoader试图加载，如果也没加载到，则转交给App ClassLoader 进行加载，如果它也没有加载得到的话，则返回给委托的发起者，由它到指定的文件系统或网络等URL中加载该类。如果它们都没有加载到这个类时，则抛出ClassNotFoundException异常。否则将这个找到的类生成一个类的定义，并将它加载到内存当中，最后返回这个类在内存中的Class实例对象。
2、为什么要使用双亲委托这种模型呢？
因为这样可以避免重复加载，当父亲已经加载了该类的时候，就没有必要子ClassLoader再加载一次。考虑到安全因素，我们试想一下，如果不使用这种委托模式，那我们就可以随时使用自定义的String来动态替代java核心api中定义的类型，这样会存在非常大的安全隐患，而双亲委托的方式，就可以避免这种情况，因为String已经在启动时就被引导类加载器（Bootstrcp ClassLoader）加载，所以用户自定义的ClassLoader永远也无法加载一个自己写的String，除非你改变JDK中ClassLoader搜索类的默认算法。
3、 但是JVM在搜索类的时候，又是如何判定两个class是相同的呢？
JVM在判定两个class是否相同时，不仅要判断两个类名是否相同，而且要判断是否由同一个类加载器实例加载的。只有两者同时满足的情况下，JVM才认为这两个class是相同的。就算两个class是同一份class字节码，如果被两个不同的ClassLoader实例所加载，JVM也会认为它们是两个不同class。
4、ClassLoader的体系架构：
三、自定义ClassLoader，自定义ClassLoader需要继承java.lang.ClassLoader或者继承URLClassLoader
放两个类型的具体实现代码：
1.继承自ClassLoader
public class NetworkClassLoader extends ClassLoader { private String rootUrl; public NetworkClassLoader(String rootUrl) { this.rootUrl = rootUrl; } @Override protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException { Class clazz = null;//this.findLoadedClass(name); // 父类已加载 //if (clazz == null) { //检查该类是否已被加载过 byte[] classData = getClassData(name); //根据类的二进制名称,获得该class文件的字节码数组 if (classData == null) { throw new ClassNotFoundException(); } clazz = defineClass(name, classData, 0, classData.length); //将class的字节码数组转换成Class类的实例 //} return clazz; } private byte[] getClassData(String name) { InputStream is = null; try { String path = classNameToPath(name); URL url = new URL(path); byte[] buff = new byte[1024*4]; int len = -1; is = url.openStream(); ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream(); while((len = is.read(buff)) != -1) { baos.write(buff,0,len); } return baos.toByteArray(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } finally { if (is != null) { try { is.close(); } catch(IOException e) { e.printStackTrace(); } } } return null; } private String classNameToPath(String name) { return rootUrl + "/" + name.replace(".", "/") + ".class"; } }
2.继承自URLClassLoader
ublic class SimpleURLClassLoader extends URLClassLoader { //工程class类所在的路径 public static String projectClassPath = "E:/IDE/work_place/ZJob-Note/bin/"; //所有的测试的类都在同一个包下 public static String packagePath = "testjvm/testclassloader/"; public SimpleURLClassLoader() { //设置ClassLoader加载的路径 super(getMyURLs()); } private static URL[] getMyURLs(){ URL url = null; try { url = new File(projectClassPath).toURI().toURL(); } catch (MalformedURLException e) { e.printStackTrace(); } return new URL[] { url }; } public Class load(String name) throws Exception{ return loadClass(name); } public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException { return loadClass(name,false); } /** * 重写loadClass，不采用双亲委托机制("java."开头的类还是会由系统默认ClassLoader加载) */ @Override public Class<?> loadClass(String name,boolean resolve) throws ClassNotFoundException { Class clazz = null; //查看HotSwapURLClassLoader实例缓存下，是否已经加载过class clazz = findLoadedClass(name); if (clazz != null ) { if (resolve) { resolveClass(clazz); } return (clazz); } //如果类的包名为"java."开始，则有系统默认加载器AppClassLoader加载 if(name.startsWith("java.")) { try { //得到系统默认的加载cl，即AppClassLoader ClassLoader system = ClassLoader.getSystemClassLoader(); clazz = system.loadClass(name); if (clazz != null) { if (resolve) resolveClass(clazz); return (clazz); } } catch (ClassNotFoundException e) { // Ignore } } return customLoad(name,this); } /** * 自定义加载 * @param name * @param cl * @return * @throws ClassNotFoundException */ public Class customLoad(String name,ClassLoader cl) throws ClassNotFoundException { return customLoad(name, false,cl); } /** * 自定义加载 * @param name * @param resolve * @return * @throws ClassNotFoundException */ public Class customLoad(String name, boolean resolve,ClassLoader cl) throws ClassNotFoundException { //findClass()调用的是URLClassLoader里面重载了ClassLoader的findClass()方法 Class clazz = ((SimpleURLClassLoader)cl).findClass(name); if (resolve) ((SimpleURLClassLoader)cl).resolveClass(clazz); return clazz; } @Override protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException { return super.findClass(name); } }
四、ClassLoader卸载Class
JVM中的Class只有满足以下三个条件，才能被GC回收，也就是该Class被卸载（unload）：
- 该类所有的实例都已经被GC。
- 加载该类的ClassLoader实例已经被GC。
- 该类的java.lang.Class对象没有在任何地方被引用。
GC的时机我们是不可控的，那么同样的我们对于Class的卸载也是不可控的。
package testjvm.testclassloader; public class TestClassUnLoad { public static void main(String[] args) throws Exception { SimpleURLClassLoader loader = new SimpleURLClassLoader(); // 用自定义的加载器加载A Class clazzA = loader.load("testjvm.testclassloader.A"); Object a = clazzA.newInstance(); // 清除相关引用 a = null; //清除该类的实例 clazzA = null; //清除该class对象的引用 loader = null; //清楚该类的ClassLoader引用 // 执行一次gc垃圾回收 System.gc(); System.out.println("GC over"); } }
参考文档：
