Class.forName 和 ClassLoader 的区别

Posted 2020-12-13 fengyun2050

前言

最近在面试过程中有被问到，在Java反射中Class.forName()加载类和使用ClassLoader加载类的区别。当时没有想出来后来自己研究了一下就写下来记录一下。

解释

在java中Class.forName()和ClassLoader都可以对类进行加载。ClassLoader就是遵循双亲委派模型最终调用启动类加载器的类加载器，实现的功能是“通过一个类的全限定名来获取描述此类的二进制字节流”，获取到二进制流后放到JVM中。Class.forName()方法实际上也是调用的ClassLoader来实现的。

Class.forName(String className)；这个方法的源码是

@CallerSensitive
public static Class<?> forName(String className)
            throws ClassNotFoundException {
    Class<?> caller = Reflection.getCallerClass();
    return forName0(className, true, ClassLoader.getClassLoader(caller), caller);
}

最后调用的方法是forName0这个方法，在这个forName0方法中的第二个参数被默认设置为了true，这个参数代表是否对加载的类进行初始化，设置为true时会类进行初始化，代表会执行类中的静态代码块，以及对静态变量的赋值等操作。

也可以调用Class.forName(String name, boolean initialize,ClassLoader loader)方法来手动选择在加载类的时候是否要对类进行初始化。Class.forName(String name, boolean initialize,ClassLoader loader)的源码如下：

/* @param name       fully qualified name of the desired class
 * @param initialize if {@code true} the class will be initialized.
 *                   See Section 12.4 of <em>The Java Language Specification</em>.
 * @param loader     class loader from which the class must be loaded
 * @return           class object representing the desired class
 *
 * @exception LinkageError if the linkage fails
 * @exception ExceptionInInitializerError if the initialization provoked
 *            by this method fails
 * @exception ClassNotFoundException if the class cannot be located by
 *            the specified class loader
 *
 * @see       java.lang.Class#forName(String)
 * @see       java.lang.ClassLoader
 * @since     1.2     */
@CallerSensitive
public static Class<?> forName(String name, boolean initialize,
                               ClassLoader loader)
    throws ClassNotFoundException
{
    Class<?> caller = null;
    SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
    if (sm != null) {
        // Reflective call to get caller class is only needed if a security manager
        // is present.  Avoid the overhead of making this call otherwise.
        caller = Reflection.getCallerClass();
        if (sun.misc.VM.isSystemDomainLoader(loader)) {
            ClassLoader ccl = ClassLoader.getClassLoader(caller);
            if (!sun.misc.VM.isSystemDomainLoader(ccl)) {
                sm.checkPermission(
                    SecurityConstants.GET\_CLASSLOADER\_PERMISSION);
            }
        }
    }
    return forName0(name, initialize, loader, caller);
}

源码中的注释只摘取了一部分，其中对参数initialize的描述是：if {@code true} the class will be initialized.意思就是说：如果参数为true，则加载的类将会被初始化。

举例

下面还是举例来说明结果吧：

一个含有静态代码块、静态变量、赋值给静态变量的静态方法的类

public class ClassForName {

    //静态代码块
    static {
        System.out.println("执行了静态代码块");
    }
    //静态变量
    private static String staticFiled = staticMethod();

    //赋值静态变量的静态方法
    public static String staticMethod(){
        System.out.println("执行了静态方法");
        return "给静态字段赋值了";
    }

}

使用Class.forName()的测试方法：

@Test
public void test45(){
    try {
        ClassLoader.getSystemClassLoader().loadClass("com.eurekaclient2.client2.ClassForName");
        System.out.println("#########-------------结束符------------##########");
    } catch (ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

运行结果：

执行了静态代码块执行了静态方法#########-------------结束符------------##########  

使用ClassLoader的测试方法：

@Test
public void test45(){
    try {
        ClassLoader.getSystemClassLoader().loadClass("com.eurekaclient2.client2.ClassForName");
        System.out.println("#########-------------结束符------------##########");
    } catch (ClassNotFoundException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

运行结果：

#########-------------结束符------------##########

根据运行结果得出Class.forName加载类时将类进了初始化，而ClassLoader的loadClass并没有对类进行初始化，只是把类加载到了虚拟机中。

应用场景

在我们熟悉的Spring框架中的IOC的实现就是使用的ClassLoader。

而在我们使用JDBC时通常是使用Class.forName()方法来加载数据库连接驱动。这是因为在JDBC规范中明确要求Driver(数据库驱动)类必须向DriverManager注册自己。

以mysql的驱动为例解释：

public class Driver extends NonRegisteringDriver implements java.sql.Driver {  
    // ~ Static fields/initializers  
    // ---------------------------------------------  

    //  
    // Register ourselves with the DriverManager  
    //  
    static {  
        try {  
            java.sql.DriverManager.registerDriver(new Driver());  
        } catch (SQLException E) {  
            throw new RuntimeException("Can‘t register driver!");  
        }  
    }  

    // ~ Constructors  
    // -----------------------------------------------------------  

    /** 
     * Construct a new driver and register it with DriverManager 
     *  
     * @throws SQLException 
     *             if a database error occurs. 
     */  
    public Driver() throws SQLException {  
        // Required for Class.forName().newInstance()      }  

}

我们看到Driver注册到DriverManager中的操作写在了静态代码块中，这就是为什么在写JDBC时使用Class.forName()的原因了。