java有幾種類加載器？工作原理是什么？

什么是java類加載器?其實Java類加載器是Java運行時環(huán)境的一部分，負(fù)責(zé)動態(tài)加載Java類到Java虛擬機(jī)的內(nèi)存空間中。

Java類加載器的工作原理

一說Java代碼的執(zhí)行，接觸過Java代碼的同學(xué)肯定會想到: 編寫、編譯、運行這三個階段。編寫是在后綴名為.java的文件中， 根據(jù)Java語法規(guī)則編寫源代碼;編譯是將。java文件(源代碼文件)編譯成.class文件(字節(jié)碼文件);運行是通過JVM來執(zhí)行.class字節(jié)碼文件。

大白話解釋: .Java文件是程序員能看懂，但是計算機(jī)看不懂的文件。需要先把它轉(zhuǎn)換成.class文件，計算機(jī)才能識別，從而來執(zhí)行。雖然這三個階段都可以通過IDE實現(xiàn)，但是好多人容易忽略一個細(xì)節(jié)，那就是: 在JVM執(zhí)行。class字節(jié)碼文件之前， 需要先通過”類加載器”將該字節(jié)碼文件加載到內(nèi)存中，而這個過程，就是我們要詳聊的話題。

下面我們從類加載器的概述、類加載器的分類、類加載機(jī)制三個方面來介紹java類加載器。

1、java類加載器的概述

類加載器(ClassLoader)是負(fù)責(zé)加載類的對象的，也就是將.class字節(jié)碼文件加載到JVM內(nèi)存中的。那它什么時候才會去加載.class字節(jié)碼文件呢? 答案是: 當(dāng)Java程序第一次使用某個類中的內(nèi)容，而該類的字節(jié)碼文件在內(nèi)存中不存在時，類加載器就會去加載該類的字節(jié)碼文件。

俗話說”渡人先渡己”，要想成為別人的榜樣，幫助別人。首先要做好自己。生活中如此， 類加載器也一樣。要想加載我們自定義的類，類加載器必須先完成”自加載”的過程。聊到這，不得不提的就是”類加載器的分類”了。

2、java類加載器的分類

Java中的類加載器主要分為以下四類:

（1）根類加載器(BootStrapClassLoader)， 主要負(fù)責(zé)加載jre/lib/rt.jar相關(guān)的字節(jié)碼文件的。

（2）擴(kuò)展類加載器(ExtensionClassLoader)， 主要負(fù)載加載 jre/lib/ext/*.jar 這些jar包的。 該類加載器在JDK1。9的時候更名為: Platform Class Loader， 其父類加載器為: null。

（3）應(yīng)用程序類加載器(ApplicationClassLoader)， 主要負(fù)責(zé)加載用戶自定義的類以及classpath環(huán)境變量所配置的jar包的。 該類加載器在JDK1.9的時候更名為: System ClassLoader， 其父類加載器為: ExtensionClassLoader。

（4）自定義類加載器(UserClassLoader)， 負(fù)責(zé)加載程序員指定的特殊目錄下的字節(jié)碼文件的。大多數(shù)情況下，自定義類加載器只需要繼承ClassLoader這個抽象類，重寫findClass()和loadClass()兩個方法即可。

如下圖:

到這，相信大家對類加載器已經(jīng)初步有一定的認(rèn)識和理解了。接下來，我們寫代碼來驗證一下，代碼和打印結(jié)果如下:

到這里，代碼就已經(jīng)驗證完畢了。其實我們現(xiàn)在一直在研究的是JVM類加載機(jī)制的"加載循序"， 現(xiàn)在，我們來研究下它的"檢查順序"，請你思考，假設(shè): D:\compile、ext\*.jar、rt.jar三類中都有A.class，那么A.class是否會被加載3次，如果不會，它的加載順序是什么樣的?

答案是: 不會被加載3次，并最終會由BootStrapClassLoader來加載A.class。

原因是因為，APPClassLoader類加載器(以下簡稱: app)加載之前，會先詢問ExtClassLoader類加載器(以下簡稱: ext)是否加載。如果ext加載，app就不加載了，反之則app加載。同樣， ext在加載之前， 也會詢問BootStrapClassLoader類加載器(以下簡稱: bootstrap)是否加載， 如果bootstrap加載，則ext就不加載了，反之，則ext加載。這也是: JVM類加載機(jī)制的”雙親委派機(jī)制”。

2、java類加載器的類加載機(jī)制

最后，我們再來聊一聊”類加載機(jī)制”，在JVM中類加載機(jī)制主要有3種：

（1）全盤加載。顧名思義，就是當(dāng)某一個類加載器加載某個.class文件時， 默認(rèn)也會連同該文件所依賴的.class一起加載(除非顯示聲明通過某個指定的類加載器加載)。

（2） 緩存機(jī)制。即所有類加載器已經(jīng)加載過的.class文件都會被保存到緩存中，下次使用該.class文件時，JVM會優(yōu)先從緩存中查找，如果沒有，才會去加載指定的字節(jié)碼文件，這也是為什么當(dāng)字節(jié)碼文件變化后， 需要重啟JVM后才能看到修改效果的原因。

（3）雙親委派。大白話解釋，兒子(App)要星星，他自己實現(xiàn)不了，就找他老爹(Ext)要，他老爹能實現(xiàn)的話就給他了，實現(xiàn)不了，就找他爺爺(BootStrap)要，說: 你孫子要天上的星星。他爺爺如果能實現(xiàn)就給了，如果也實現(xiàn)不了，就會告訴他爹(Ext)，讓你兒子(App)自己實現(xiàn)吧。這種情況有點極端，屬于誰都沒有加載，則程序報錯，會拋出異常。

（4）總結(jié): 類加載器自上而下檢查(App --> Ext --> BootStrap)，自下而上加載(BootStrap --> Ext --> App)。

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