前言

大家應該都知道，當一個Java項目啟動的時候，JVM會找到main方法，根據對象之間的調用來對class文件和所引用的jar包中的class文件進行加載(其步驟分為加載、驗證、準備、解析、初始化、使用和卸載)，方法區中開辟內存來存儲類的運行時數據結構(包括靜態變量、靜態方法、常量池、類結構等)，同時在堆中生成相應的Class對象指向方法區中對應的類運行時數據結構。

用最簡單的一句話來概括，類加載的過程就是JVM根據所需的class文件的路徑，通過IO流的方式來讀取class字節碼文件，并通過一系列解析初始化等步驟來注入到內存。 java中的類加載器有：BootstrapClassLoader(最上層)、ExtClassLoader、AppClassLoader、以及用戶自定義的ClassLoader(最下層)。JVM對于不同種類的jar包(或class文件)，會有不同種類的類加載器進行加載。

對應關系如下：

BootstrapClassLoader? 用于加載JVM運行所需要的類：

JAVA_HOME/jre/lib/resources.jar:

JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar:

JAVA_HOME/jre/lib/sunrsasign.jar:

JAVA_HOME/jre/lib/jsse.jar:

JAVA_HOME/jre/lib/jce.jar:

JAVA_HOME/jre/lib/charsets.jar:

JAVA_HOME/jre/lib/jfr.jar:

JAVA_HOME/jre/classes

ExtClassLoader 用于加載擴展類：

../Java/Extensions:

../JAVA_HOME/jre/lib/ext:　　　　../Library/Java/Extensions:/Network/Library/Java/Extensions:

../System/Library/Java/Extensions:

../lib/java

AppClassLoader 用于加載我們項目中ClassPath下所創建的類和jar包中引用的類。

整個類加載，是通過一種叫做雙親委派的機制來進行加載。

舉例來說，一個類被最下層的加載器(用戶自定義ClassLoader)進行加載，此加載器首先會調用上一層的加載器(AppClassLoader)進行加載，而AppClassLoader會繼續轉交給上層(ExtClassLoader)的加載器進行加載，直到BootstrapClassLoader。? 如果BootstrapClassLoader所加載的類路徑找不到此類，那么才會交給下一層的加載器(ExtClassLoader)進行加載，如果找不到此類，繼續交給下一層(AppClassLoader)進行加載。以此類推，如果用戶自定義的ClassLoader也找不到此類，那么程序就會拋出一個ClassNotFoundError。

整個加載過程圖示如下：

(圖片引用自：https://www.cnblogs.com/xing901022/p/4574961.html)

類加載源的源碼跟蹤如下(在此對源碼進行了適當的簡化)，讀者可以點入源碼進行查看：

package java.lang.ClassLoader;

import ....

protected Class> loadClass(String name, boolean resolve)

throws ClassNotFoundException

{

synchronized (getClassLoadingLock(name)) {

// First，在虛擬機內存中查找是否已經加載過此類...類緩存的主要問題所在！！！

Class> c = findLoadedClass(name);

if (c == null) {

long t0 = System.nanoTime();

try {

if (parent != null) {

//先讓上一層加載器進行加載

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

}

if (c == null) {

//調用此類加載器所實現的findClass方法進行加載

c = findClass(name);

}

}

if (resolve) {

resolveClass(c);

}

return c;

}

}

在源碼中可以完全領略到雙親委派機制的過程，其中最重要的三句代碼已經進行了標注：

findLoadedClass(在虛擬機內存中查找是否已經加載過此類...類緩存的主要問題所在！！！)

parent.loadClass(先讓上一層加載器進行加載)

findClass(調用此類加載器所實現的findClass方法進行加載)

如果用戶需要自定義加載器，加載自己指定路徑的class文件，需要繼承ClassLoader，并實現findClass(String name)方法。舉例如下：

package com.linuxidc.utils;

import java.io.ByteArrayOutputStream;

import java.io.FileInputStream;

import java.io.IOException;

import java.io.InputStream;

public class ServiceClassLoader extends ClassLoader{

private String classPath;

public ServiceClassLoader(String classPath) {

this.classPath = classPath;

}

/**

* 重寫父類的findClass 方法。 父類的loadClass會調用此方法

*/

@Override

protected Class> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {

Class> c = null;

byte[] classData = getClassData(name);

if (classData!=null) {

c = defineClass(name, classData, 0, classData.length);

}else {

throw new ClassNotFoundException();

}

return c;

}

// 將class文件通過IO流讀取，轉化為字節數組

private byte[] getClassData(String name) {

String path = classPath + "/"+ name.replace('.', '/') + ".class";

InputStream iStream = null;

ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();

try {

iStream = new FileInputStream(path);

byte[] buffer = new byte[1024];

int temp = 0;

while ((temp = iStream.read(buffer))!=-1) {

byteArrayOutputStream.write(buffer, 0, temp);

}

if (byteArrayOutputStream!=null) {

return byteArrayOutputStream.toByteArray();

}

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}finally {

try {

if (iStream!=null) {

iStream.close();

}

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

try {

if (byteArrayOutputStream!=null) {

byteArrayOutputStream.close();

}

} catch (IOException e) {

e.printStackTrace();

}

}

return null;

}

}

對類加載器的使用代碼如下：

ServiceClassLoader serviceClassLoader = new ServiceClassLoader("c:\myclass");

Czlass> c = ServiceClassLoader.loadClass("com.linuxidc.service.Myclass");

如果 用同一個 ServiceClassLoader 對象去加載同一個Class文件多次，每次加載后的Class對象為同一個！ 然而如果new不同的自定義ClassLoader去加載同一個Class文件，則每次會返回不同的Class對象。

注意： 不能將所要加載的Class文件放到classpath目錄及其任何子目錄下，否則會被AppClassLoader優先加載 (這是由于類加載采用雙親委派機制，同時AppClassLoader可以加載所有在classpath下的class文件)， 每次都是同一個AppClassLoader進行加載，因此會出現類緩存問題。

這樣就解決了通常在JVM類加載時，直接使用反射出現的類緩存的問題。

總結

以上就是這篇文章的全部內容了，希望本文的內容對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對腳本之家的支持。