深入理解和探究Java类加载机制----
1.java.lang.ClassLoader类介绍
java.lang.ClassLoader类的基本职责就是根据一个指定的类的名称，找到或者生成其对应的字节代码，然后从这些字节代码中定义出一个Java 类，即 java.lang.Class类的一个实例。
ClassLoader提供了一系列的方法，比较重要的方法如：
2.JVM中类加载器的树状层次结构
Java 中的类加载器大致可以分成两类，一类是系统提供的，另外一类则是由 Java 应用开发人员编写的。
引导类加载器（bootstrap class loader）：
它用来加载 Java 的核心库(jre/lib/rt.jar)，是用原生C++代码来实现的，并不继承自java.lang.ClassLoader。
加载扩展类和应用程序类加载器，并指定他们的父类加载器，在java中获取不到。
扩展类加载器（extensions class loader）：
它用来加载 Java 的扩展库(jre/ext/*.jar)。Java 虚拟机的实现会提供一个扩展库目录。该类加载器在此目录里面查找并加载 Java 类。
系统类加载器（system class loader）：
它根据 Java 应用的类路径（CLASSPATH）来加载 Java 类。一般来说，Java 应用的类都是由它来完成加载的。可以通过 ClassLoader.getSystemClassLoader()来获取它。
自定义类加载器（custom class loader）：
除了系统提供的类加载器以外，开发人员可以通过继承 java.lang.ClassLoader类的方式实现自己的类加载器，以满足一些特殊的需求。
以下测试代码可以证明此层次结构：
public class testClassLoader {
@Test
public void test(){
//application class loader
System.out.println(ClassLoader.getSystemClassLoader());
//extensions class loader
System.out.println(ClassLoader.getSystemClassLoader().getParent());
//bootstrap class loader
System.out.println(ClassLoader.getSystemClassLoader().getParent().getParent());
}
}
输出为：
可以看出ClassLoader类是由AppClassLoader加载的。他的父亲是ExtClassLoader，ExtClassLoader的父亲无法获取是因为它是用C++实现的。
3.双亲委派机制
某个特定的类加载器在接到加载类的请求时，首先将加载任务委托交给父类加载器，父类加载器又将加载任务向上委托，直到最父类加载器，如果最父类加载器可以完成类加载任务，就成功返回，如果不行就向下传递委托任务，由其子类加载器进行加载。
双亲委派机制的好处：
保证java核心库的安全性（例如：如果用户自己写了一个java.lang.String类就会因为双亲委派机制不能被加载，不会破坏原生的String类的加载）
代理模式
与双亲委派机制相反，代理模式是先自己尝试加载，如果无法加载则向上传递。tomcat就是代理模式。
4.自定义类加载器
public class MyClassLoader extends ClassLoader{
private String rootPath;
public MyClassLoader(String rootPath){
this.rootPath = rootPath;
}
@Override
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
//check if the class have been loaded
Class<?> c = findLoadedClass(name);
if(c!=null){
return c;
}
//load the class
byte[] classData = getClassData(name);
if(classData==null){
throw new ClassNotFoundException();
}
else{
c = defineClass(name,classData, 0, classData.length);
return c;
}
}
private byte[] getClassData(String className){
String path = rootPath+"/"+className.replace('.', '/')+".class";
InputStream is = null;
ByteArrayOutputStream bos = null;
try {
is = new FileInputStream(path);
bos = new ByteArrayOutputStream();
byte[] buffer = new byte[1024];
int temp = 0;
while((temp = is.read(buffer))!=-1){
bos.write(buffer,0,temp);
}
return bos.toByteArray();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}finally{
try {
is.close();
bos.close();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
return null;
}
}
测试自定义的类加载器
创建一个测试类HelloWorld
package testOthers;
public class HelloWorld {
}
在D盘根目录创建一个testOthers文件夹，编译HelloWorld.java，将得到的class文件放到testOthers文件夹下。
利用如下代码进行测试
public class testMyClassLoader {
@Test
public void test() throws Exception{
MyClassLoader loader = new MyClassLoader("D:");
Class<?> c = loader.loadClass("testOthers.HelloWorld");
System.out.println(c.getClassLoader());
}
}
输出：
说明HelloWorld类是被我们的自定义类加载器MyClassLoader加载的
5.类加载过程详解
JVM将类加载过程分为三个步骤：装载（Load），链接（Link）和初始化(Initialize)
1) 装载：
查找并加载类的二进制数据；
2)链接：
验证：确保被加载类信息符合JVM规范、没有安全方面的问题。
准备：为类的静态变量分配内存，并将其初始化为默认值。
解析：把虚拟机常量池中的符号引用转换为直接引用。
3)初始化：
为类的静态变量赋予正确的初始值。
ps:解析部分需要说明一下，Java 中，虚拟机会为每个加载的类维护一个常量池【不同于字符串常量池，这个常量池只是该类的字面值（例如类名、方法名）和符号引用的有序集合。 而字符串常量池，是整个JVM共享的】这些符号（如int a = 5;中的a）就是符号引用，而解析过程就是把它转换成指向堆中的对象地址的相对地址。
类的初始化步骤：
1）如果这个类还没有被加载和链接，那先进行加载和链接
2）假如这个类存在直接父类，并且这个类还没有被初始化（注意：在一个类加载器中，类只能初始化一次），那就初始化直接的父类（不适用于接口）
3）如果类中存在static标识的块，那就依次执行这些初始化语句。