JAVA及類加載器及工作原理

1、.類加載器的工作原理Java類加載器的作用就是在運(yùn)行時(shí)加載類。Java類加載器基于三個(gè)機(jī)制：委托、可見性和單一性。委托機(jī)制是指將加載一個(gè)類的請(qǐng)求交給父類加載 器，如果這個(gè)父類加載器不能夠找到或者加載這個(gè)類，那么再加載它?？梢娦缘脑硎亲宇惖募虞d器可以看見所有的父類加載器加載的類，而父類加載器看不到子類 加載器加載的類。單一性原理是指僅加載一個(gè)類一次，這是由委托機(jī)制確保子類加載器不會(huì)再次加載父類加載器加載過的類。正確理解類加載器能夠幫你解決 NoClassDefFoundError和java.lang.ClassNotFoundException，因?yàn)樗鼈兒皖惖募虞d相關(guān)。類加載器通常 也是比較高

2、級(jí)的Java面試中的重要考題，Java類加載器和工作原理以及classpath如何運(yùn)作的經(jīng)常被問到。Java面試題中也經(jīng)常出現(xiàn)“一個(gè)類 是否能被兩個(gè)不同類加載器加載”這樣的問題。這篇教程中，我們將學(xué)到類加載器是什么，它的工作原理以及一些關(guān)于類加載器的知識(shí)點(diǎn)。什么是類加載器類加載器是一個(gè)用來加載類文件的類。Java源代碼通過javac編譯器編譯成類文件。然后JVM來執(zhí)行類文件中的字節(jié)碼來執(zhí)行程序。類加載器負(fù)責(zé) 加載文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)或其他來源的類文件。有三種默認(rèn)使用的類加載器：Bootstrap類加載器、Extension類加載器和System類加載器（或 者叫作Application類加載器）。每

3、種類加載器都有設(shè)定好從哪里加載類。· Bootstrap類加載器負(fù)責(zé)加載rt.jar中的JDK類文件，它是所有類加載器的父加載器。Bootstrap類加載器沒有任何父類加載 器，如果你調(diào)用String.class.getClassLoader()，會(huì)返回null，任何基于此的代碼會(huì)拋出 NUllPointerException異常。Bootstrap加載器被稱為初始類加載器。· 而Extension將加載類的請(qǐng)求先委托給它的父加載器，也就是Bootstrap，如果沒有成功加載的話，再從jre/lib/ext目錄下 或者java.ext.dirs系統(tǒng)屬性定義的目錄下加載類。E

4、xtension加載器由 sun.misc.Launcher$ExtClassLoader實(shí)現(xiàn)。· 第三種默認(rèn)的加載器就是System類加載器（又叫作Application類加載器）了。它負(fù)責(zé)從classpath環(huán)境變量中加載某些應(yīng)用相 關(guān)的類，classpath環(huán)境變量通常由-classpath或-cp命令行選項(xiàng)來定義，或者是JAR中的Manifest的classpath屬性。 Application類加載器是Extension類加載器的子加載器。通過sun.misc.Launcher$AppClassLoader實(shí)現(xiàn)。除了Bootstrap類加載器是大部分由C來寫的，其他的類加載

5、器都是通過java.lang.ClassLoader來實(shí)現(xiàn)的?？偨Y(jié)一下，下面是三種類加載器加載類文件的地方：1) Bootstrap類加載器 JRE/lib/rt.jar2) Extension類加載器 JRE/lib/ext或者java.ext.dirs指向的目錄3) Application類加載器 CLASSPATH環(huán)境變量, 由-classpath或-cp選項(xiàng)定義,或者是JAR中的Manifest的classpath屬性定義.類加載器的工作原理我之前已經(jīng)提到過了，類加載器的工作原理基于三個(gè)機(jī)制：委托、可見性和單一性。這一節(jié)，我們來詳細(xì)看看這些規(guī)則，并用一個(gè)實(shí)例來理解工作原理。下面顯示的是

6、類加載器使用委托機(jī)制的工作原理。委托機(jī)制當(dāng)一個(gè)類加載和初始化的時(shí)候，類僅在有需要加載的時(shí)候被加載。假設(shè)你有一個(gè)應(yīng)用需要的類叫作Abc.class，首先加載這個(gè)類的請(qǐng)求由 Application類加載器委托給它的父類加載器Extension類加載器，然后再委托給Bootstrap類加載器。Bootstrap類加載器 會(huì)先看看rt.jar中有沒有這個(gè)類，因?yàn)椴]有這個(gè)類，所以這個(gè)請(qǐng)求由回到Extension類加載器，它會(huì)查看jre/lib/ext目錄下有沒有這 個(gè)類，如果這個(gè)類被Extension類加載器找到了，那么它將被加載，而Application類加載器不會(huì)加載這個(gè)類；而如果這個(gè)類沒有被 E

7、xtension類加載器找到，那么再由Application類加載器從classpath中尋找。記住classpath定義的是類文件的加載目 錄，而PATH是定義的是可執(zhí)行程序如javac，java等的執(zhí)行路徑?？梢娦詸C(jī)制根據(jù)可見性機(jī)制，子類加載器可以看到父類加載器加載的類，而反之則不行。所以下面的例子中，當(dāng)Abc.class已經(jīng)被Application類加 載器加載過了，然后如果想要使用Extension類加載器加載這個(gè)類，將會(huì)拋出java.lang.ClassNotFoundException異 常。123456789101112131415161718192021222324252627

8、2829package test;     import java.util.logging.Level;    import java.util.logging.Logger;     /*     * Java program to demonstrate How ClassLoader works in Java,     * in particula

9、r about visibility principle of ClassLoader.     *     * author Javin Paul     */     public class ClassLoaderTest          public static void main(String

10、args)             try                           /printing ClassLoader of this class     &#

11、160;          System.out.println("ClassLoaderTest.getClass().getClassLoader() : "                          

12、60;          + ClassLoaderTest.class.getClassLoader();                 /trying to explicitly load this class again using Extension class loader   

13、0;            Class.forName("test.ClassLoaderTest", true                             

14、   ,  ClassLoaderTest.class.getClassLoader().getParent();             catch (ClassNotFoundException ex)                 Logger.getLogger(Cla

15、ssLoaderTest.class.getName().log(Level.SEVERE, null, ex);                         輸出:12345678910111213ClassLoaderTest.getClass().getClassLoader() : sun.misc.Launcher$AppClassL

16、oader601bb116/08/2012 2:43:48 AM test.ClassLoaderTest mainSEVERE: nulljava.lang.ClassNotFoundException: test.ClassLoaderTest        at .URLClassLoader$1.run(URLClassLoader.java:202)        at java.security.AccessControll

17、er.doPrivileged(Native Method)        at .URLClassLoader.findClass(URLClassLoader.java:190)        at sun.misc.Launcher$ExtClassLoader.findClass(Launcher.java:229)        at java.l

18、ang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:306)        at java.lang.ClassLoader.loadClass(ClassLoader.java:247)        at java.lang.Class.forName0(Native Method)        at java.lan

19、g.Class.forName(Class.java:247)        at test.ClassLoaderTest.main(ClassLoaderTest.java:29)單一性機(jī)制根據(jù)這個(gè)機(jī)制，父加載器加載過的類不能被子加載器加載第二次。雖然重寫違反委托和單一性機(jī)制的類加載器是可能的，但這樣做并不可取。你寫自己的類加載器的時(shí)候應(yīng)該嚴(yán)格遵守這三條機(jī)制。如何顯式的加載類Java提供了顯式加載類的API：Class.forName(classname)和Class.forName(classname, initialized, classloader)。就像上面