深入理解Java类加载

类的加载过程

Java类从加载到卸载大致如下


其中的部分工作内容：

一、加载

使用类的全名获取二进制流，在内存中生成class对象。

二、验证

保证class文件中内容不会危害虚拟机自身的安全等。

三、准备

为类变量分配初始值。final等修饰的固定变量分配具体值，其他分配零值。

四、解析

虚拟机将常量池中的符号引用替换为直接引用的过程

类加载器

（1）Bootstrap ClassLoader

这个加载器是由c++实现，是虚拟机的一部分，主要加载rt.jar等核心jar。

（2）ExtClassLoader

负责加载jre/lib/ext中的jar包

（3）AppClassLoader

负责加载用户类路径上的类

双亲委托模型

介绍

当一个ClassLoader实例需要加载某个类时，它会试图亲自搜索某个类之前，先把这个任务委托给它的父类加载器，这个过程是由上至下依次检查的，首先由最顶层的类加载器Bootstrap ClassLoader试图加载，如果没加载到，则把任务转交给Extension ClassLoader试图加载，如果也没加载到，则转交给App ClassLoader 进行加载，如果它也没有加载得到的话，则返回给委托的发起者，由它到指定的文件系统或网络等URL中加载该类。

自己实现一个ClassLoader

public class MyClassLoader extends ClassLoader {

    @Override  
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {  
        Class clazz = null;//this.findLoadedClass(name); // 父类已加载     
        //if (clazz == null) {  //检查该类是否已被加载过  
        byte[] classData = getClassData(name);  //根据类的二进制名称,获得该class文件的字节码数组  
        if (classData == null) {  
            throw new ClassNotFoundException();  
        }  
        clazz = defineClass(name, classData, 0, classData.length);  //将class的字节码数组转换成Class类的实例  
        //}   
        return clazz;  
    }  

    private byte[] getClassData(String className) {
        ByteArrayOutputStream stream = new ByteArrayOutputStream();
        byte[] buffer = new byte[1024];
        int len = 0;

        String path = "C:\\Users\\Administrator\\Desktop" + File.separator;
        path += className.replace(‘.‘, File.separatorChar) + ".class";

        try {
            InputStream is = new FileInputStream(path);
            while ((len = is.read(buffer)) != -1) {
                stream.write(buffer, 0, len);
            }
            return stream.toByteArray();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }  
}

public class Test {

    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        MyClassLoader classLoader = new MyClassLoader();
        String path = "MapTest";

        Class<?> clazz = classLoader.loadClass(path);
        System.out.println(clazz.getClassLoader());
        System.out.println(clazz.getName());
    }
}

输出：
cn.test.jvm.MyClassLoader@97d01f
MapTest

一些问题

为什么使用这种加载模型

因为这样可以避免重复加载，当父亲已经加载了该类的时候，就没有必要子ClassLoader再加载一次。考虑到安全因素，我们试想一下，如果不使用这种委托模式，那我们就可以随时使用自定义的String来动态替代java核心api中定义的类型，这样会存在非常大的安全隐患，而双亲委托的方式，就可以避免这种情况，因为String已经在启动时就被引导类加载器（Bootstrcp ClassLoader）加载，所以用户自定义的ClassLoader永远也无法加载一个自己写的String，除非你改变JDK中ClassLoader搜索类的默认算法。

Class.forName和ClassLoader.loadClass()区别？

Class的装载分了三个阶段，loading，linking和initializing，
Class.forName(className) 实际上是调用Class.forName(className, true, this.getClass().getClassLoader())。注意第二个参数，是指Class被loading后是不是必须被初始化。ClassLoader.loadClass(className)实际上调用的是ClassLoader.loadClass(name, false)，第二个参数指出Class是否被link。区别就出来了。Class.forName(className)装载的class已经被初始化，而ClassLoader.loadClass(className)装载的class还没有被link。forName支持数组类型，loadClass不支持数组一般情况下，这两个方法效果一样，都能装载Class。但如果程序依赖于Class是否被初始化，就必须用Class.forName(name)了。