8 类加载器
1 关于类加载器
- 类加载器泛指一段代码
- 该代码实现的功能：通过一个类的全名来获取描述该类的二进制字节流
- 虚拟机角度，类加载器有两种：一种是启动类加载器（Bootstrap ClassLoader），由C++语言实现，属于虚拟机一部分；另外一种加载器是由Java实现，独立存在于虚拟机外部，并且全都继承类 java.lang.ClassLoader。
2 类与类加载器
- 两个类“相等”，一定是由同一个类加载器加载。【“相等”，包括代表类的Class对象的equals()方法、isAssignableFrom()方法、isInstance() 方法的返回结果。】
- 反则，即使两个类来源于同一个Class文件，被同一个Java虚拟机加载，只要加载它们的类加载器不同，那这两个类就必定不相等
验证代码如下：
package com.minnesota.practice.test;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
public class ClassLoadTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
ClassLoader classLoader = new ClassLoader() {
@Override
public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
String fileName = name.substring(name.lastIndexOf(".") + 1)+".class"; //"ClassLoadTest.class"
InputStream is = getClass().getResourceAsStream(fileName);
if (is == null) { return super.loadClass(name); }
try{
byte[] b = new byte[is.available()];
is.read(b);//读取字节码文件字节流
return defineClass(name, b, 0, b.length);
}catch (IOException e){
throw new ClassNotFoundException(name);
}
}
};
Object obj = classLoader.loadClass("com.minnesota.practice.test.ClassLoadTest").newInstance();//通过类的全名加载类并实例化出对象
System.out.println(obj.getClass().getName());//对象的类名
System.out.println(obj instanceof com.minnesota.practice.test.ClassLoadTest);//判断两个对象是否类型相等
}
}
运行结果：
com.minnesota.practice.test.ClassLoadTest
false
结论：
返回了false。这是因为Java虚拟机中同时存在了两个ClassLoaderTest类，一个是由虚拟机的应用程序类加载器所加载的，另外一个是由我们自定义的类加载器加载的，虽然它们都来自同一个Class文件，但在Java虚拟机中仍然是两个互相独立的类，做对象所属类型检查时的结果自然为 false。
3 三层类加载器
从java开发人员角度，可分为三层类加载器。
3.1 启动类加载器
Bootstrap Class Loader
- 这个类加载器负责加载存放在 <JAVA_HOME>\lib目录
- 或者被-Xbootclasspath参数所指定的路径中存放的，而且是Java虚拟机能够识别的类库加载到虚拟机的内存中。（按照文件名识别，如rt.jar、tools.jar，名字不符合的类库即使放在lib目录中也不会被加载）。
- 启动类加载器无法被Java程序直接引用
3.2 扩展类加载器
Extension Class Loader
- 这个类加载器是在类sun.misc.Launcher$ExtClassLoader 中以Java代码的形式实现的。
- 它负责加载<JAVA_HOME>\lib\ext目录中，或者被java.ext.dirs系统变量所指定的路径中所有的类库。
- JDK的开发团队允许用户将具有通用性的类库放置在ext目录里以扩展Java SE的功能
3.3 应用程序类加载器
Application Class Loader
- 由 sun.misc.Launcher.AppClassLoader来实现
- 它负责加载用户类路径 （ClassPath）上所有的类
- 开发者以直接在代码中使用这个类加载器。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
4 双亲委派模型
双亲委派模型：各种类加载器之间的层次关系，如图所示：
注意：双亲委派模型要求除了顶层的启动类加载器外，其余的类加载器都应有自己的父类加载器
双亲委派模型的工作过程：
- 如果一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器去完成
- 因此，所有的加载请求最终都应该传送到最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完成加载。
双亲委派模型的代码实现过程：
//java.lang.ClassLoader的loadClass()
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException
{
synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
// First, check if the class has already been loaded 首先检查请求的类是否已经被加载过了
Class<?> c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
try {
if (parent != null) {
c = parent.loadClass(name, false);
} else {
c = findBootstrapClassOrNull(name);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
// ClassNotFoundException thrown if class not found
// from the non-null parent class loader 说明父类加载器无法完成加载请求
}
if (c == null) {
// If still not found, then invoke findClass in order
// to find the class. 在父类加载器无法加载时
c = findClass(name);//再调用本身的findClass方法来进行类加载
}
}
if (resolve) {
resolveClass(c);
}
return c;
}
}
代码逻辑梳理：
- 先检查请求加载的类型是否已经被加载过，若没有则调用父加载器的 loadClass()方法
- 若父加载器为空则默认使用启动类加载器作为父加载器
- 假如父类加载器加载失败，才调用自己的findClass()方法尝试进行加载。
双亲委派模型的好处体现：
例如类java.lang.Object，它存放在rt.jar之中，无论哪一个类加载器要加载这个类，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能够保证是同一个类。反之，如果没有使用双亲委派模型，都由各个类加载器自行去加载的话，如果用户自己也编写了一个名为java.lang.Object的类，并放在程序的ClassPath中，那系统中就会出现多个不同的Object类，Java类型体系中最基础的行为也就无从保证
可以尝试去写一个与rt.jar类库中已有类重名的Java类，将会发现它可以正常编译，但永远无法被加载运行
