一、什么是類加載器（ClassLoader）

類加載器是 Java 虛擬機中的一部分，負責將 .class 文件加載到 JVM 內存中，生成對應的 Class 對象。

Java 程序中所有的類在使用前都必須通過類加載器加載進 JVM，才能被執行。

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二、類加載器的作用

• 加載 .class 文件到內存中。
• 將字節碼轉換為 JVM 能識別的 Class 對象。
• 實現類的 命名空間隔離。
• 支持 模塊化開發（如插件機制、自定義業務模塊加載）。

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三、類加載器的分類（JVM 內置 + 用戶自定義）

1. 啟動類加載器（Bootstrap ClassLoader）

• 作用： 加載 JVM 的核心類庫，如 java.lang.*、java.util.* 等。
• 加載路徑： JAVA_HOME/lib 目錄中的類（如 rt.jar）。
• 實現： 由 C/C++ 實現，是 JVM 的一部分。
• 特點： 不是 Java 類，不能被直接引用或操作。

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2. 擴展類加載器（Extension ClassLoader）

• 作用： 加載 Java 擴展類庫。
• 加載路徑： JAVA_HOME/lib/ext/ 目錄或由 java.ext.dirs 系統變量指定的路徑。
• 父加載器： Bootstrap ClassLoader。
• 類名： sun.misc.Launcher$ExtClassLoader。

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3. 應用類加載器 / 系統類加載器（Application ClassLoader）

• 作用： 加載用戶類路徑（classpath）下的類文件。
• 加載路徑： 當前應用的 classpath（如 jar 包或類文件所在目錄）。
• 父加載器： Extension ClassLoader。
• 類名： sun.misc.Launcher$AppClassLoader。

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4. 自定義類加載器（Custom ClassLoader）

• 作用： 開發者可以繼承 java.lang.ClassLoader 實現自己的加載邏輯。

• 使用場景：

  • 熱部署
  • 模塊化（如 OSGi）
  • 插件系統
  • 加密 class 文件

• 常見方式：

  • 繼承 ClassLoader 并重寫 findClass() 方法
  • 調用 defineClass() 定義類對象

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四、類加載器的層次結構圖

┌──────────────────────────┐
│ Bootstrap ClassLoader    │
│ (C++實現, 加載核心類庫)     │
└──────────┬───────────────┘↓
┌──────────────────────────┐
│ Extension ClassLoader    │
│ (加載 ext 目錄類)          │
└──────────┬───────────────┘↓
┌──────────────────────────┐
│ Application ClassLoader  │
│ (加載classpath下類)        │
└──────────┬───────────────┘↓
┌──────────────────────────┐
│ 自定義 ClassLoader       │
│ (可指定加載路徑/策略)     │
└──────────────────────────┘

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五、雙親委派機制（Parent Delegation Model）

定義：

類加載器在加載類時，首先會 將加載請求委托給父加載器，由頂層的 Bootstrap 開始查找，只有在父加載器找不到時，才由當前加載器加載。

加載流程：

1. 當前類加載器收到類加載請求。
2. 委托給父類加載器。
3. 如果父類無法加載，才由當前加載器嘗試加載。

優點：

• 避免類的重復加載。
• 防止用戶自定義類覆蓋 JDK 核心類（如 java.lang.String）。

舉例說明：

public class Test {public static void main(String[] args) {System.out.println(String.class.getClassLoader()); // null（Bootstrap）System.out.println(Test.class.getClassLoader());   // AppClassLoader}
}

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六、自定義類加載器示例

public class MyClassLoader extends ClassLoader {@Overrideprotected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {byte[] data = loadClassData(name); // 從文件或網絡中讀取字節數組return defineClass(name, data, 0, data.length);}
}

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七、線程上下文類加載器（ContextClassLoader）

定義：

• 每個線程可以設置自己的類加載器，用于動態加載類或資源。
• 默認是 Application ClassLoader。

用途：

• 在 Java SPI（Service Provider Interface）中尤為重要。
• 解決雙親委派帶來的靈活性限制。

Thread.currentThread().setContextClassLoader(new MyClassLoader());

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八、類加載器相關方法（Java API）

方法	說明
loadClass(String name)	加載類（會委托給父類）
findClass(String name)	查找類（自定義類加載核心）
defineClass(...)	將字節數組轉為 Class 對象
getParent()	獲取父加載器
getClassLoader()	獲取當前類的加載器

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九、面試常問點總結

問題	要點回答
什么是類加載器？	將 .class 加載進內存，生成 Class 對象。
JVM 有哪些類加載器？	啟動類、擴展類、應用類、自定義類加載器。
雙親委派模型是什么？	加載委托給父加載器，避免重復 & 保證安全性。
如何打破雙親委派？	重寫 loadClass() 不委托父類。
自定義類加載器的用途？	插件、加密、安全、熱更新、動態部署等。