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图解classloader加载class的流程及自定义ClassLoader

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java应用环境中不同的class分别由不同的ClassLoader负责加载。
一个jvm中默认的classloader有Bootstrap ClassLoader、Extension ClassLoader、App ClassLoader，分别各司其职：
  • Bootstrap ClassLoader     负责加载java基础类，主要是 %JRE_HOME/lib/ 目录下的rt.jar、resources.jar、charsets.jar和class等
  • Extension ClassLoader     负责加载java扩展类，主要是 %JRE_HOME/lib/ext 目录下的jar和class
  • App ClassLoader           负责加载当前java应用的classpath中的所有类。

 

其中Bootstrap ClassLoader是JVM级别的，由C++撰写；Extension ClassLoader、App ClassLoader都是java类，都继承自URLClassLoader超类。
Bootstrap ClassLoader由JVM启动，然后初始化sun.misc.Launcher ，sun.misc.Launcher初始化Extension ClassLoader、App ClassLoader。

下图是ClassLoader的加载类流程图，以加载一个类的过程类示例说明整个ClassLoader的过程。

 



 Bootstrap ClassLoader、Extension ClassLoader、App ClassLoader三者的关系如下：

Bootstrap ClassLoader是Extension ClassLoader的parent，Extension ClassLoader是App ClassLoader的parent。

但是这并不是继承关系，只是语义上的定义，基本上，每一个ClassLoader实现，都有一个Parent ClassLoader。

 

可以通过ClassLoader的getParent方法得到当前ClassLoader的parent。Bootstrap ClassLoader比较特殊，因为它不是java class所以Extension ClassLoader的getParent方法返回的是NULL。

 

了解了ClassLoader的原理和流程以后，我们可以试试自定义ClassLoader。

 

关于自定义ClassLoader：

 

由于一些特殊的需求，我们可能需要定制ClassLoader的加载行为，这时候就需要自定义ClassLoader了.

自定义ClassLoader需要继承ClassLoader抽象类，重写findClass方法，这个方法定义了ClassLoader查找class的方式。

主要可以扩展的方法有：

findClass          定义查找Class的方式

defineClass       将类文件字节码加载为jvm中的class

findResource    定义查找资源的方式

 

如果嫌麻烦的话，我们可以直接使用或继承已有的ClassLoader实现，比如

 

  • java.net.URLClassLoader
  • java.security.SecureClassLoader
  • java.rmi.server.RMIClassLoader
  • sun.applet.AppletClassLoader

Extension ClassLoader 和 App ClassLoader都是java.net.URLClassLoader的子类。

这个是URLClassLoader的构造方法：

 

public URLClassLoader(URL[] urls, ClassLoader parent)

public URLClassLoader(URL[] urls)

 

urls参数是需要加载的ClassPath url数组，可以指定parent ClassLoader，不指定的话默认以当前调用类的ClassLoader为parent。

 

代码示例：

 

ClassLoader classLoader = new URLClassLoader(urls);
Thread.currentThread().setContextClassLoader(classLoader);
Class clazz=classLoader.loadClass("com.company.MyClass");//使用loadClass方法加载class,这个class是在urls参数指定的classpath下边。

Method taskMethod = clazz.getMethod("doTask", String.class, String.class);//然后我们就可以用反射做些事情了
taskMethod.invoke(clazz.newInstance(),"hello","world");

 

 

由于classloader 加载类用的是全盘负责委托机制。所谓全盘负责，即是当一个classloader加载一个Class的时候，这个Class所依赖的和引用的所有 Class也由这个classloader负责载入，除非是显式的使用另外一个classloader载入。

所以，当我们自定义的classloader加载成功了com.company.MyClass以后，MyClass里所有依赖的class都由这个classLoader来加载完成。

 

自定义ClassLoader在某些应用场景还是比较适用，特别是需要灵活地动态加载class的时候。

下面这篇文章列出了其中一种自定义ClassLoader的应用场景，有兴趣的同学可以参考下：

http://longdick.iteye.com/blog/332580

 

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| 给思维做体操的谜题--光有IQ还不够
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10 楼 timothy2005 2015-12-23  
楼主最下方的链接是不是放错了?
原本说该篇文章列出了其中一种自定义ClassLoader的应用场景, 但是点进去看,内容却是:
运行jar应用程序引用其他jar包的四种方法

@longdick, 能不能贴出正确的链接啊? 我们前来学习.
9 楼 sampou 2015-12-14  
8 楼 NeverSky 2014-02-26  
楼主好贴，受教了
7 楼 steven19880224 2013-11-19  
dracularking 写道
longdick 写道
patrickyao1988 写道
楼主讲的很好，受教了！但是我有个细节的问题，就是《深入java虚拟机》里说的好像是加载class文件由AppClassLoader先getParentClassLoader,然后得到ExtentionClassLoader后再调用getParent，直到得到Bootstrap ClassLoader，然后这个Bootstrap尝试加载该class文件，如果不行就交给他的下属（就是extendsion classLoder）去加载，extendsion不行再给App，就是这样一个过程，当然那本书比较老了，又或者是我理解有偏差，请问楼主你的图里是不是省略了这样一个过程？还是现在就是这样加载的不需要那么复杂？

《深入java虚拟机》说的没错。
每一个classLoader加载class的时候会先委托自己的parentClassLoader来加载，parent加载不了才由自己加载。所以如果它的parentClassLoader还有parent的话，还会继续向上委托，直到BootstrapClassLoader为止。这个图把这个过程精简成一步了。

好帖，不过我虽然知道会先委托给parent classloader去加载类，这种方式好像显得在某些情况下啰嗦，比如加载classpath下的用户自定义类，其实很明显应该由AppClassLoader来加载，但它还必须要先去问一下它的所有parent
那我自己写个恶意的Object类，这样的话是不是很危险啊，如果委托给parent就不会有这种情况了。
6 楼 dracularking 2013-07-03  
longdick 写道
patrickyao1988 写道
楼主讲的很好，受教了！但是我有个细节的问题，就是《深入java虚拟机》里说的好像是加载class文件由AppClassLoader先getParentClassLoader,然后得到ExtentionClassLoader后再调用getParent，直到得到Bootstrap ClassLoader，然后这个Bootstrap尝试加载该class文件，如果不行就交给他的下属（就是extendsion classLoder）去加载，extendsion不行再给App，就是这样一个过程，当然那本书比较老了，又或者是我理解有偏差，请问楼主你的图里是不是省略了这样一个过程？还是现在就是这样加载的不需要那么复杂？

《深入java虚拟机》说的没错。
每一个classLoader加载class的时候会先委托自己的parentClassLoader来加载，parent加载不了才由自己加载。所以如果它的parentClassLoader还有parent的话，还会继续向上委托，直到BootstrapClassLoader为止。这个图把这个过程精简成一步了。

好帖，不过我虽然知道会先委托给parent classloader去加载类，这种方式好像显得在某些情况下啰嗦，比如加载classpath下的用户自定义类，其实很明显应该由AppClassLoader来加载，但它还必须要先去问一下它的所有parent
5 楼 我改名了 2013-04-12  
图画的不错 。
4 楼 xiaojin21cen 2013-02-28  
之前，我一直对ClassLoader加载过程理解不了，
而楼主用图文并茂的方式使我很快就理解了。


3 楼 patrickyao1988 2009-10-08  
哦  谢谢！ 看了楼主的帖子更容易理解些
2 楼 longdick 2009-10-08  
patrickyao1988 写道
楼主讲的很好，受教了！但是我有个细节的问题，就是《深入java虚拟机》里说的好像是加载class文件由AppClassLoader先getParentClassLoader,然后得到ExtentionClassLoader后再调用getParent，直到得到Bootstrap ClassLoader，然后这个Bootstrap尝试加载该class文件，如果不行就交给他的下属（就是extendsion classLoder）去加载，extendsion不行再给App，就是这样一个过程，当然那本书比较老了，又或者是我理解有偏差，请问楼主你的图里是不是省略了这样一个过程？还是现在就是这样加载的不需要那么复杂？

《深入java虚拟机》说的没错。
每一个classLoader加载class的时候会先委托自己的parentClassLoader来加载，parent加载不了才由自己加载。所以如果它的parentClassLoader还有parent的话，还会继续向上委托，直到BootstrapClassLoader为止。这个图把这个过程精简成一步了。
1 楼 patrickyao1988 2009-10-06  
楼主讲的很好，受教了！但是我有个细节的问题，就是《深入java虚拟机》里说的好像是加载class文件由AppClassLoader先getParentClassLoader,然后得到ExtentionClassLoader后再调用getParent，直到得到Bootstrap ClassLoader，然后这个Bootstrap尝试加载该class文件，如果不行就交给他的下属（就是extendsion classLoder）去加载，extendsion不行再给App，就是这样一个过程，当然那本书比较老了，又或者是我理解有偏差，请问楼主你的图里是不是省略了这样一个过程？还是现在就是这样加载的不需要那么复杂？
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