第五章 類加載器ClassLoader源碼解析，classloader源碼
說明：了解ClassLoader前，先了解 第四章 類加載機制
1、ClassLoader作用
2、類加載器結構
結構：BootstrapClassLoader（祖父）-->ExtClassLoader（爺爺）-->AppClassLoader(也稱為SystemClassLoader)（爸爸）-->自定義類加載器（兒子）
關系：看括號中的排位；彼此相鄰的兩個為父子關系，前為父，後為子
2.1、BootstrapClassLoader
- 下邊簡稱為boot
- C++編寫
- 為ExtClassLoader的父類，但是通過ExtClassLoader的getParent()獲取到的是null（在類加載器部分：null就是指boot）
- 主要加載：E:\Java\jdk1.6\jre\lib\*.jar（最重要的就是：rt.jar）
2.2、ExtClassLoader：
- 下邊簡稱為ext
- java編寫，位於sun.misc包下，該包在你導入源代碼的時候是沒有的，需要重新去下
- 主要加載：E:\Java\jdk1.6\jre\lib\ext\*.jar（eg.dnsns.jar）
2.3、AppClassLoader：
- 下邊簡稱為app
- java編寫，位於sun.misc包下
- 主要加載：類路徑下的jar
2.4、自定義類加載器：
- 下邊簡稱為custom
- 自己編寫的類加載器，需要繼承ClassLoader類或URLClassLoader，並至少重寫其中的findClass(String name)方法，若想打破雙親委托機制，需要重寫loadClass方法
- 主要加載：自己指定路徑的class文件
3、全盤負責機制
概念：假設ClassLoaderA要加載class B，但是B引用了class C，那麼ClassLoaderA先要加載C，再加載B，"全盤"的意思就是，加載B的類加載器A，也會加載B所引用的類
4、雙親委托機制
這也是類加載器加載一個類的整個過程。
過程：假設我現在從類路徑下加載一個類A，
1）那麼app會先查找是否加載過A，若有，直接返回；
2）若沒有，去ext檢查是否加載過A，若有，直接返回；
3）若沒有，去boot檢查是否加載過A，若有，直接返回；
4）若沒有，那就boot加載，若在E:\Java\jdk1.6\jre\lib\*.jar下找到了指定名稱的類，則加載，結束；
5）若沒找到，boot加載失敗；
6）ext開始加載，若在E:\Java\jdk1.6\jre\lib\ext\*.jar下找到了指定名稱的類，則加載，結束；
7）若沒找到，ext加載失敗；
8）app加載，若在類路徑下找到了指定名稱的類，則加載，結束；
9）若沒有找到，拋出異常ClassNotFoundException
注意：
- 在上述過程中的1）2）3）4）6）8）後邊，都要去判斷是否需要進行"解析"過程 （"解析"見 第四章 類加載機制）
- 類的加載過程只有向上的雙親委托，沒有向下的查詢和加載，假設是ext在E:\Java\jdk1.6\jre\lib\ext\*.jar下加載一個類，那麼整個查詢與加載的過程與app無關。
- 假設A加載成功了，那麼該類就會緩存在當前的類加載器實例對象C中，key是（A，C）（其中A是類的全類名，C是加載A的類加載器對象實例），value是對應的java.lang.Class對象
- 上述的1）2）3）都是從相應的類加載器實例對象的緩存中進行查找
- 進行緩存的目的是為了同一個類不被加載兩次
- 使用（A,C）做key是為了隔離類，假設現在有一個類加載器B也加載了A，key為（A,B），則這兩個A是不同的A。這種情況怎麼發生呢？
- 假設有custom1、custom2兩個自定義類加載器，他們是兄弟關系，同時加載A，這就是有可能的了
總結：
- 從底向上檢查是否加載過指定名稱的類；從頂向下加載該類。（在其中任何一個步驟成功之後，都會中止類加載過程）
- 雙親委托的好處：假設自己編寫了一個java.lang.Object類，編譯後置於類路徑下，此時在系統中就有兩個Object類，一個是rt.jar的，一個是類路徑下的，在類加載的過程中，當要按照全類名去加載Object類時，根據雙親委托，boot會加載rt.jar下的Object類，這是方法結束，即類路徑下的Object類就沒有加載了。這樣保證了系統中類不混亂。
5、源代碼
![]()
1 /**
2 * 根據指定的binary name加載class。
3 * 步驟：
4 * 假設我現在從類路徑下加載一個類A，
5 * 1）那麼app會先查找是否加載過A（findLoadedClass(name)），若有，直接返回；
6 * 2）若沒有，去ext檢查是否加載過A（parent.loadClass(name, false)），若有，直接返回；
7 * findBootstrapClassOrNull(name) 3)4)5)都是這個方法
8 * 3）若沒有，去boot檢查是否加載過A，若有，直接返回；
9 * 4）若沒有，那就boot加載，若在E:\Java\jdk1.6\jre\lib\*.jar下找到了指定名稱的類，則加載，結束；
10 * 5）若沒找到，boot加載失敗；
11 * findClass(name) 6)7)8)9)都是這個方法
12 * 在findClass中調用了defineClass方法，該方法會生成當前類的java.lang.Class對象
13 * 6）ext開始加載，若在E:\Java\jdk1.6\jre\lib\ext\*.jar下找到了指定名稱的類，則加載，結束；
14 * 7）若沒找到，ext加載失敗；
15 * 8）app加載，若在類路徑下找到了指定名稱的類，則加載，結束；
16 * 9）若沒有找到，拋出異常ClassNotFoundException
17 * 注意：在上述過程中的1）2）3）4）6）8）後邊，都要去判斷是否需要進行"解析"過程
18 */
19 protected synchronized Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
20 throws ClassNotFoundException {
21 Class c = findLoadedClass(name);//檢查要加載的類是不是已經被加載了
22 if (c == null) {//沒有被加載過
23 try {
24 if (parent != null) {
25 //如果父加載器不是boot，遞歸調用loadClass(name, false)
26 c = parent.loadClass(name, false);
27 } else {//父加載器是boot
28 /*
29 * 返回一個由boot加載過的類;3)
30 * 若沒有，就去試著在E:\Java\jdk1.6\jre\lib\*.jar下查找 4)
31 * 若在bootstrap class loader的查找范圍內沒有查找到該類，則返回null 5)
32 */
33 c = findBootstrapClassOrNull(name);
34 }
35 } catch (ClassNotFoundException e) {
36 //父類加載器無法完成加載請求
37 }
38 if (c == null) {
39 //如果父類加載器未找到，再調用本身（這個本身包括ext和app）的findClass(name)來查找類
40 c = findClass(name);
41 }
42 }
43 if (resolve) {
44 resolveClass(c);
45 }
46 return c;
47 }
View Code
說明：
- 該段代碼中引用的大部分方法實質上都是native方法
- 其中findClass方法的類定義如下：
![]()
/**
* 查找指定binary name的類
* 該類應該被ClassLoader的實現類重寫
*/
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
throw new ClassNotFoundException(name);
}
View Code
- 關於findClass可以查看URLClassLoader.findClass(final String name)，其中引用了defineClass方法，在該方法中將二進制字節流轉換為了java.lang.Class對象。
附：關於遞歸
遞歸基於棧實現。
上述的代碼如果不清楚遞歸的意義是看不清的。
解釋：
- app_loadClass()方法執行到ext_loadClass()，這時候對於app_loadClass()中剩余的findClass()會在棧中向下壓；
- 然後執行ext_loadClass()，當執行到findBootstrapClassOrNull(name)，這時候ext_loadClass()中剩余的findClass()也會從棧頂向下壓，此時ext_loadClass()_findClass()僅僅位於app_loadClass()_findClass()的上方；
- 然後執行findBootstrapClassOrNull(name)，當boot檢測過後並且執行完加載後並且沒成功，boot方法離開棧頂；
- 然後執行此時棧頂的ext_loadClass()_findClass()
- 然後執行此時棧頂的app_loadClass()_findClass()
這樣，就完成了雙親委托機制。
遞歸太煩了，實際開發中盡量不要用！
