深入分析Java ClassLoader原理Word格式文档下载.docx

1、以下内容是上述程序从本机JDK环境所获得的结果：file:/C:/Program%20Files/Java/jdk1.6.0_22/jre/lib/resources.jar/Program%20Files/Java/jdk1.6.0_22/jre/lib/rt.jar/Program%20Files/Java/jdk1.6.0_22/jre/lib/sunrsasign.jar/Program%20Files/Java/jdk1.6.0_22/jre/lib/jsse.jar/Program%20Files/Java/jdk1.6.0_22/jre/lib/jce.jar/Program%2

2、0Files/Java/jdk1.6.0_22/jre/lib/charsets.jar/Program%20Files/Java/jdk1.6.0_22/jre/classes/其实上述结果也是通过查找sun.boot.class.path这个系统属性所得知的。1 System.out.println（System.getProperty（sun.boot.class.path）;2 打印结果：C:Program FilesJavajdk1.6.0_22jrelibresources.jar;Program FilesJavajdk1.6.0_22jrelibrt.jar;Program F

3、ilesJavajdk1.6.0_22jrelibsunrsasign.jar;Program FilesJavajdk1.6.0_22jrelibjsse.jar;Program FilesJavajdk1.6.0_22jrelibjce.jar;Program FilesJavajdk1.6.0_22jrelibcharsets.jar;Program FilesJavajdk1.6.0_22jreclasses3 Extension ClassLoader：称为扩展类加载器，负责加载Java的扩展类库，默认加载JAVA_HOME/jre/lib/ext/目下的所有jar。4 App Cl

4、assLoader：称为系统类加载器，负责加载应用程序classpath目录下的所有jar和class文件。 注意： 除了Java默认提供的三个ClassLoader之外，用户还可以根据需要定义自已的ClassLoader，而这些自定义的ClassLoader都必须继承自java.lang.ClassLoader类，也包括Java提供的另外二个ClassLoader（Extension ClassLoader和App ClassLoader）在内，但是Bootstrap ClassLoader不继承自ClassLoader，因为它不是一个普通的Java类，底层由C+编写，已嵌入到了JVM内核当

5、中，当JVM启动后，Bootstrap ClassLoader也随着启动，负责加载完核心类库后，并构造Extension ClassLoader和App ClassLoader类加载器。三、ClassLoader加载类的原理 1、原理介绍 ClassLoader使用的是双亲委托模型来搜索类的，每个ClassLoader实例都有一个父类加载器的引用（不是继承的关系，是一个包含的关系），虚拟机内置的类加载器（Bootstrap ClassLoader）本身没有父类加载器，但可以用作其它ClassLoader实例的的父类加载器。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

6、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。如果它们都没有加载到这个类时，则抛出ClassNotFoundException异常。否则将这个找到的类生成一个类的定义，并将它加载到内存当中，最后返回这个类在内存中的Class实例对象。2、为什么要使用双亲委托这种

7、模型呢？ 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。3、 但是JVM在搜索类的时候，又是如何判定两个clas

8、s是相同的呢？ JVM在判定两个class是否相同时，不仅要判断两个类名是否相同，而且要判断是否由同一个类加载器实例加载的。只有两者同时满足的情况下，JVM才认为这两个class是相同的。就算两个class是同一份class字节码，如果被两个不同的ClassLoader实例所加载，JVM也会认为它们是两个不同class。比如网络上的一个Java类org.classloader.simple.NetClassLoaderSimple，javac编译之后生成字节码文件NetClassLoaderSimple.class，ClassLoaderA和ClassLoaderB这两个类加载器并读取了Net

9、ClassLoaderSimple.class文件，并分别定义出了java.lang.Class实例来表示这个类，对于JVM来说，它们是两个不同的实例对象，但它们确实是同一份字节码文件，如果试图将这个Class实例生成具体的对象进行转换时，就会抛运行时异常java.lang.ClassCaseException，提示这是两个不同的类型。现在通过实例来验证上述所描述的是否正确：1）、在web服务器上建一个org.classloader.simple.NetClassLoaderSimple.java类5 package org.classloader.simple;6 7 public clas

10、s NetClassLoaderSimple 8 9 private NetClassLoaderSimple instance;10 11 public void setNetClassLoaderSimple（Object obj） 12 this.instance = （NetClassLoaderSimple）obj;13 14 org.classloader.simple.NetClassLoaderSimple类的setNetClassLoaderSimple方法接收一个Object类型参数，并将它强制转换成org.classloader.simple.NetClassLoader

11、Simple类型。2）、测试两个class是否相同（NetWorkClassLoader.java）15 package classloader;16 17 public class NewworkClassLoaderTest 18 19 public static void main（String args） 20 try 21 /测试加载网络中的class文件 22 String rootUrl = http:/localhost:8080/httpweb/classes;23 String className = org.classloader.simple.NetClassLoade

12、rSimple24 NetworkClassLoader ncl1 = new NetworkClassLoader（rootUrl）;25 NetworkClassLoader ncl2 = new NetworkClassLoader（rootUrl）;26 Class clazz1 = ncl1.loadClass（className）;27 Class clazz2 = ncl2.loadClass（className）;28 Object obj1 = clazz1.newInstance（）;29 Object obj2 = clazz2.newInstance（）;30 claz

13、z1.getMethod（setNetClassLoaderSimple, Object.class）.invoke（obj1, obj2）;31 catch （Exception e） 32 e.printStackTrace（）;33 34 35 36 首先获得网络上一个class文件的二进制名称，然后通过自定义的类加载器NetworkClassLoader创建两个实例，并根据网络地址分别加载这份class，并得到这两个ClassLoader实例加载后生成的Class实例clazz1和clazz2，最后将这两个Class实例分别生成具体的实例对象obj1和obj2，再通过反射调用clazz

14、1中的setNetClassLoaderSimple方法。3）、查看测试结果结论：从结果中可以看出，虽然是同一份class字节码文件，但是由于被两个不同的ClassLoader实例所加载，所以JVM认为它们就是两个不同的类。4、ClassLoader的体系架构：验证ClassLoader加载类的原理：测试1：打印ClassLoader类的层次结构，请看下面这段代码：37 ClassLoader loader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader（）; /获得加载ClassLoaderTest.class这个类的类加载器 38 while（loader !

15、= null） 39 System.out.println（loader）;40 loader = loader.getParent（）; /获得父类加载器的引用 41 42 System.out.println（loader）;打印结果：第一行结果说明：ClassLoaderTest的类加载器是AppClassLoader。第二行结果说明：AppClassLoader的类加器是ExtClassLoader，即parent=ExtClassLoader。第三行结果说明：ExtClassLoader的类加器是Bootstrap ClassLoader，因为Bootstrap ClassLoade

16、r不是一个普通的Java类，所以ExtClassLoader的parent=null，所以第三行的打印结果为null就是这个原因。测试2：将ClassLoaderTest.class打包成ClassLoaderTest.jar，放到Extension ClassLoader的加载目录下（JAVA_HOME/jre/lib/ext），然后重新运行这个程序，得到的结果会是什么样呢？打印结果分析：为什么第一行的结果是ExtClassLoader呢？ 因为ClassLoader的委托模型机制，当我们要用ClassLoaderTest.class这个类的时候，AppClassLoader在试图加载之前，

17、先委托给Bootstrcp ClassLoader，Bootstracp ClassLoader发现自己没找到，它就告诉ExtClassLoader，兄弟，我这里没有这个类，你去加载看看，然后Extension ClassLoader拿着这个类去它指定的类路径（JAVA_HOME/jre/lib/ext）试图加载，唉，它发现在ClassLoaderTest.jar这样一个文件中包含ClassLoaderTest.class这样的一个文件，然后它把找到的这个类加载到内存当中，并生成这个类的Class实例对象，最后把这个实例返回。所以ClassLoaderTest.class的类加载器是ExtCl

18、assLoader。第二行的结果为null，是因为ExtClassLoader的父类加载器是Bootstrap ClassLoader。测试3：用Bootstrcp ClassLoader来加载ClassLoaderTest.class，有两种方式：1、在jvm中添加-Xbootclasspath参数，指定Bootstrcp ClassLoader加载类的路径，并追加我们自已的jar（ClassTestLoader.jar）2、将class文件放到JAVA_HOME/jre/classes/目录下（上面有提到）方式1：（我用的是Eclipse开发工具，用命令行是在java命令后面添加-Xboo

19、tclasspath参数）打开Run配置对话框：配置好如图中所述的参数后，重新运行程序，产的结果如下所示：（类加载的过程，只摘下了一部份）43 Loaded java.io.FileReader from C:Program FilesJavajdk1.6.0_22jrelibrt.jar 44 Loaded sun.nio.cs.StreamDecoder from C:45 Loaded java.util.ArrayList from C:46 Loaded java.lang.reflect.Array from C:47 Loaded java.util.Locale from C:

20、48 Loaded java.util.concurrent.ConcurrentMap from C:49 Loaded java.util.concurrent.ConcurrentHashMap from C:50 Loaded java.util.concurrent.locks.Lock from C:51 Loaded java.util.concurrent.locks.ReentrantLock from C:52 Loaded java.util.concurrent.ConcurrentHashMap$Segment from C:53 Loaded java.util.c

21、oncurrent.locks.AbstractOwnableSynchronizer from C:54 Loaded java.util.concurrent.locks.AbstractQueuedSynchronizer from C:55 Loaded java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$Sync from C:56 Loaded java.util.concurrent.locks.ReentrantLock$NonfairSync from C:57 Loaded java.util.concurrent.locks.Abstract

22、QueuedSynchronizer$Node from C:58 Loaded java.util.concurrent.ConcurrentHashMap$HashEntry from C:59 Loaded java.lang.CharacterDataLatin1 from C:60 Loaded java.io.ObjectStreamClass from C:61 Loaded .www.ParseUtil from C:62 Loaded java.util.BitSet from C:63 Loaded .Parts from C:64 Loaded .URLStreamHan

23、dler from C:65 Loaded .www.protocol.file.Handler from C:66 Loaded java.util.HashSet from C:67 Loaded .www.protocol.jar.Handler from C:68 Loaded sun.misc.Launcher$AppClassLoader from C:69 Loaded sun.misc.Launcher$AppClassLoader$1 from C:70 Loaded java.lang.SystemClassLoaderAction from C:71 Path C:Program FilesJavajdk1.6.0_22jreclasses 72 Loaded classloader.ClassLoaderTest from C:73 null /这是打印的结果 74 C:75 C:Program FilesJavajdk1.6.0_