Java类加载机制及自定义加载器
一：ClassLoader类加载器，主要的作用是将class文件加载到jvm虚拟机中。jvm启动的时候，并不是一次性加载所有的类，而是根据需要动态去加载类，主要分为隐式加载和显示加载。
隐式加载：程序代码中不通过调用ClassLoader来加载需要的类，而是通过JVM类自动加载需要的类到内存中。例如，当我们在类中继承或者引用某个类的时候，JVM在解析当前这个类的时，发现引用的类不在内存中，那么就会自动将这些类加载到内存中。
显示加载：代码中通过Class.forName（），this.getClass.getClassLoader.LoadClass（），自定义类加载器中的findClass（）方法等。
二：jvm自带的加载器
（1）BootStrap ClassLoader：主要加载%JRE_HOME%\lib下的rt.jar、resources.jar、charsets.jar和class等。可以通System.getProperty("sun.boot.class.path")
查看加载的路径，如下：
package test; public class TestGC { public static void main(String []args){ System.out.println(System.getProperty("sun.boot.class.path")); } }
显示结果如下：
D:\Program Files\Java\jdk1.7.0_45\jre\lib\resources.jar;D:\Program Files\Java\jdk1.7.0_45\jre\lib\rt.jar;D:\Program Files\Java\jdk1.7.0_45\jre\lib\sunrsasign.jar;D:\Program Files\Java\jdk1.7.0_45\jre\lib\jsse.jar;D:\Program Files\Java\jdk1.7.0_45\jre\lib\jce.jar;D:\Program Files\Java\jdk1.7.0_45\jre\lib\charsets.jar;D:\Program Files\Java\jdk1.7.0_45\jre\lib\jfr.jar;D:\Program Files\Java\jdk1.7.0_45\jre\classes
（2）Extention ClassLoader：主要加载目录%JRE_HOME%\lib\ext目录下的jar包和class文件。也可以通过System.out.println(System.getProperty("java.ext.dirs"))查看加载类文件的路径。
（3）AppClassLoader：主要加载当前应用下的classpath路径下的类。之前我们在环境变量中配置的classpath就是指定AppClassLoader的类加载路径。
三：类加载器的继承关系
先看一下这三个类加载器之间的继承关系，如下图：
ExtClassLoader，AppClassLoder继承URLClassLoader，而URLClassLoader继承ClassLoader，BoopStrap ClassLoder不在上图中，因为它是由C/C++编写的，它本身是虚拟机的一部分，并不是一个java类。jvm加载的顺序：BoopStrap ClassLoder-〉ExtClassLoader->AppClassLoder，下面看一段源码：
public class Launcher { private static Launcher launcher = new Launcher(); private static String bootClassPath = System.getProperty("sun.boot.class.path"); public static Launcher getLauncher() { return launcher; } private ClassLoader loader; public Launcher() { // Create the extension class loader ClassLoader extcl; try { extcl = ExtClassLoader.getExtClassLoader(); } catch (IOException e) { throw new InternalError( "Could not create extension class loader", e); } // Now create the class loader to use to launch the application try { loader = AppClassLoader.getAppClassLoader(extcl); } catch (IOException e) { throw new InternalError( "Could not create application class loader", e); } Thread.currentThread().setContextClassLoader(loader); } /* * Returns the class loader used to launch the main application. */ public ClassLoader getClassLoader() { return loader; } /* * The class loader used for loading installed extensions. */ static class ExtClassLoader extends URLClassLoader {} /** * The class loader used for loading from java.class.path. * runs in a restricted security context. */ static class AppClassLoader extends URLClassLoader {}
从源码中我们看到：（1）Launcher初始化的时候创建了ExtClassLoader以及AppClassLoader，并将ExtClassLoader实例传入到AppClassLoader中。
（2）虽然上一段源码中没见到创建BoopStrap ClassLoader，但是程序一开始就执行了System.getProperty("sun.boot.class.path")。
四：类加载器之间的父子关系
AppClassLoader的父加载器为ExtClassLoader，ExtClassLoader的父加载器为null，BoopStrap ClassLoader为顶级加载器。
下面一个小例子就可以证明，如下：新建一个Test类，可以通过getParent（）方法获取上一层父机载器，执行如下代码：
package test; public class TestGC { public static void main(String []args){ System.out.println(Test.class.getClassLoader().toString()); System.out.println(Test.class.getClassLoader().getParent().toString()); System.out.println(Test.class.getClassLoader().getParent().getParent().toString()); } }
输出结果如下：
五：类加载机制-双亲委托机制
例如：当jvm要加载Test.class的时候，
（1）首先会到自定义加载器中查找，看是否已经加载过，如果已经加载过，则返回字节码。
（2）如果自定义加载器没有加载过，则询问上一层加载器(即AppClassLoader)是否已经加载过Test.class。
（3）如果没有加载过，则询问上一层加载器（ExtClassLoader）是否已经加载过。
（4）如果没有加载过，则继续询问上一层加载（BoopStrap ClassLoader）是否已经加载过。
（5）如果BoopStrap ClassLoader依然没有加载过，则到自己指定类加载路径下（"sun.boot.class.path"）查看是否有Test.class字节码，有则返回，没有通
知下一层加载器ExtClassLoader到自己指定的类加载路径下（java.ext.dirs）查看。
（6）依次类推，最后到自定义类加载器指定的路径还没有找到Test.class字节码，则抛出异常ClassNotFoundException。如下图：
六：类加载过程的几个方法
（1）loadClass （2）findLoadedClass （3）findClass
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException { synchronized (getClassLoadingLock(name)) { // 首先，检查是否已经加载过 Class<?> c = findLoadedClass(name); if (c == null) { long t0 = System.nanoTime(); try { if (parent != null) { //父加载器不为空,调用父加载器的loadClass c = parent.loadClass(name, false); } else { //父加载器为空则,调用Bootstrap Classloader c = findBootstrapClassOrNull(name); } } catch (ClassNotFoundException e) { // ClassNotFoundException thrown if class not found // from the non-null parent class loader } if (c == null) { // If still not found, then invoke findClass in order // to find the class. long t1 = System.nanoTime(); //父加载器没有找到，则调用findclass c = findClass(name); // this is the defining class loader; record the stats sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0); sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1); sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment(); } } if (resolve) { //调用resolveClass() resolveClass(c); } return c; } }
七：自定义类加载器步骤
（1）继承ClassLoader （2）重写findClass（）方法 （3）调用defineClass（）方法
下面写一个自定义类加载器：指定类加载路径在D盘下的lib文件夹下。
（1）新建一个Test.class类，代码如下：
package com.test; public class Test { public void say(){
System.out.println("Hello MyClassLoader"); } }
（2）cmd控制台执行javac Test.java，将生成的Test.class文件放到D盘lib文件夹->com文件夹->test文件夹下。
（3）自定义类加载器，代码如下：
package test; import java.io.ByteArrayOutputStream; import java.io.File; import java.io.FileInputStream; import java.io.FileNotFoundException; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; public class MyClassLoader extends ClassLoader{ private String classpath; public MyClassLoader(String classpath) { this.classpath = classpath; } @Override protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException { try { byte [] classDate=getDate(name); if(classDate==null){} else{ //defineClass方法将字节码转化为类 return defineClass(name,classDate,0,classDate.length); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } return super.findClass(name); } //返回类的字节码 private byte[] getDate(String className) throws IOException{ InputStream in = null; ByteArrayOutputStream out = null; String path=classpath + File.separatorChar + className.replace('.',File.separatorChar)+".class"; try { in=new FileInputStream(path); out=new ByteArrayOutputStream(); byte[] buffer=new byte[2048]; int len=0; while((len=in.read(buffer))!=-1){ out.write(buffer,0,len); } return out.toByteArray(); } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } finally{ in.close(); out.close(); } return null; } }
测试代码如下：
package test; import java.lang.reflect.InvocationTargetException; import java.lang.reflect.Method; public class TestMyClassLoader { public static void main(String []args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException, NoSuchMethodException, SecurityException, IllegalArgumentException, InvocationTargetException{ //自定义类加载器的加载路径 MyClassLoader myClassLoader=new MyClassLoader("D:\\lib"); //包名+类名 Class c=myClassLoader.loadClass("com.test.Test"); if(c!=null){ Object obj=c.newInstance(); Method method=c.getMethod("say", null); method.invoke(obj, null); System.out.println(c.getClassLoader().toString()); } } }
输出结果如下：
自定义类加载器的作用：jvm自带的三个加载器只能加载指定路径下的类字节码。如果某个情况下，我们需要加载应用程序之外的类文件呢？比如本地D盘下的，或者去加载网络上的某个类文件，这种情况就可以使用自定义加载器了。
参考网址：http://blog.csdn.net/briblue/article/details/54973413
