6.JVM类加载器的分类 -- 引导类加载器、扩展类加载器、应用程序类加载器、用户自定义类加载器

目录

• 1.类加载器分类
• • 1.1 引导类加载器（Bootstrap ClassLoader）
  • 1.2 扩展类加载器(Extension ClassLoader)
  • 1.3 应用程序类加载器(AppClassLoader或者称为系统类加载器)
  • 1.4 用户自定义类加载器（程序员自己写的）

 

1.类加载器分类

JVM支持两种类型的类加载器，分别为引导类加载器（Bootstrap ClassLoader）和自定义类加载器（User-Defined ClassLoader）。
这里的自定义加载器指的不是开发人员自己定义的类加载器，而是指的所有继承自ClassLoader的类加载器。包括扩展类加载器、应用程序类加载器、用户自定义类加载器（程序员自己写的）三种。

常见的类加载器如下图所示：
第一个蓝色框表示的是引导类加载器；剩下的所有的类加载器都是自定义的类加载器。BootStrapClassLoader使用C语言实现，自定义类加载器使用Java语言实现。
注意：图中不是表示的继承关系。扩展类加载器和系统类加载器（应用程序类加载器AppClassLoader）都是继承自ClassLoader，所以将他们划分为自定义加载器。

下面的Java例子，可以帮助理解类加载器之间的关系：

public class ClassLoaderTest {
    public static void main(String[] args) {

        //获取系统类加载器，输出AppClassLoader，说明系统类加载器就是应用程序类加载器
        ClassLoader systemClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
        System.out.println(systemClassLoader);//sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2

        //获取系统类加载器的上层：输出ExtClassLoader，说明系统类加载器的上层是扩展类加载器
        ClassLoader extClassLoader = systemClassLoader.getParent();
        System.out.println(extClassLoader);//sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@1540e19d

        //获取扩展类加载器的上层：输出null，获取不到引导类加载器。虽然获取不到，但是扩展类加载器的上层是引导类加载器
        ClassLoader bootstrapClassLoader = extClassLoader.getParent();
        System.out.println(bootstrapClassLoader);//null

        //输出AppClassLoader。说明对于用户自定义类来说：默认使用系统类加载器进行加载
        ClassLoader classLoader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader();
        System.out.println(classLoader);//sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2

        //打印的也是null，和获取扩展类的上层的输出是一样。可以证明String类使用引导类加载器进行加载的。扩展开来：---> Java的核心类库都是使用引导类加载器进行加载的。
        ClassLoader classLoader1 = String.class.getClassLoader();
        System.out.println(classLoader1);//null


    }
}

1.1 引导类加载器（Bootstrap ClassLoader）

1.引导类加载器使用C/C++语言实现，在JVM内部
2.用于加载Java核心类库
3.不继承ClassLoader
4.还用于加载扩展类加载器和应用程序类加载器
5.只加载包名为java,javax,sun开头的类

1.2 扩展类加载器(Extension ClassLoader)

1.使用java语言编写，JVM自带
2.继承自ClassLoader
3.父类加载器为扩展类加载器
4.从java.ext.dirs指定的路径下加载类库；或者从JDK安装目录的jre/lib/ext目录下加载类库。
5.如果用户自定义的jar包放在jre/lib/ext下，也会自动由扩展类加载器加载

1.3 应用程序类加载器(AppClassLoader或者称为系统类加载器)

1.使用jaca语言编写，JVM自带
2.继承自ClassLoader
3.父类加载器为启动类加载器
4.负责加载环境变量classpath或系统属性java.class.path指定的类库
5.java中自己写的类都是由应用程序类加载器加载的
6.可以通过ClassLoader.getSystemClassLoader()方法获取该类加载器

理解BootstrapClassLoader、ExtClassLoader、AppClassLoader的例子：

public class ClassLoaderTest1 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("**********启动类加载器**************");
        //获取BootstrapClassLoader能够加载的api的路径
        URL[] urLs = sun.misc.Launcher.getBootstrapClassPath().getURLs();//获取到的是通过引导类加载的类库的路径（输出参考“引导类能够加载的类库路径”）
        for (URL element : urLs) {
            System.out.println(element.toExternalForm());
        }
        //从上面的路径中随意选择一个类,来看看他的类加载器是什么:引导类加载器
        ClassLoader classLoader = Provider.class.getClassLoader();
        System.out.println(classLoader); //输出为null。说明是引导类加载器加载的

        System.out.println("***********扩展类加载器*************");
        String extDirs = System.getProperty("java.ext.dirs");
        for (String path : extDirs.split(";")) {// 输出参考“扩展类能够加载的类库路径”图
            System.out.println(path);
        }

        //从上面的路径中随意选择一个类,来看看他的类加载器是什么:扩展类加载器
        ClassLoader classLoader1 = CurveDB.class.getClassLoader();
        System.out.println(classLoader1);//sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@1540e19d

    }
}

引导类能够加载的类库路径：如下图。主要就是jre/lib/目录下面的jar包。

扩展类能够加载的类库路径：如下图。主要是jre/lib/ext目录以及java.ext.dirs指定的路径下的jar包

1.4 用户自定义类加载器（程序员自己写的）

除了上面3种JVM提供的类加载器之外，程序员还可以自己定义类加载器。（简单了解）

自定义加载器实现步骤：

自定义一个类加载器简单的例子：

public class CustomClassLoader extends ClassLoader { //继承ClassLoader
    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException { //重载findClass方法

        try {
            byte[] result = getClassFromCustomPath(name);
            if(result == null){
                throw new FileNotFoundException();
            }else{
                return defineClass(name,result,0,result.length);
            }
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        throw new ClassNotFoundException(name);
    }

    private byte[] getClassFromCustomPath(String name){
        //从自定义路径中加载指定类:细节略
        //如果指定路径的字节码文件进行了加密，则需要在此方法中进行解密操作。（这里可以进行解密操作，防止class文件被反编译）
        return null;
    }

    public static void main(String[] args) {
        CustomClassLoader customClassLoader = new CustomClassLoader();
        try {
            Class<?> clazz = Class.forName("One",true,customClassLoader);
            Object obj = clazz.newInstance();
            System.out.println(obj.getClass().getClassLoader());
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}