Java ClassLoader加载机制

Posted 2020-07-03

一.体系结构（自上向下） 

1.Bootstrap ClassLoader（BootStrapClassLoader） --- 启动类加载器或者叫引导类加载器，加载jdk核心的APIs，这些APIs一般位于jdk_home/lib下；它是一个本地接口，所以不能从java代码中得到它的信息。例如， log(java.lang.String.class.getClassLoader())得到的是null。

2.Extension ClassLoader（Launcher$ExtClassLoader） --- 扩展类加载器, 负责加载jdk_home/lib/ext目录下的API；

3.System ClassLoader（Launcher$AppClassLoader） --- 系统类加载器  主要负责java -classpath所指的目录下的APIs。

4.Custom ClassLoader --- 用户自定义类加载器,是java.lang.ClassLoader的子类)，负责在程序运行期间, 通过java.lang.ClassLoader的子类动态加载class文件。

 

二.加载机制

Java的ClassLoader是以父子结构展现的。当有请求向加载器请求类时，首先自底向上去寻找是否已经加载了所需的类，如果存在就返回这个类；如果不存在，就委托当前加载器的父加载器去完成加载类的请求，如果父加载器还有上一级，就向上一级的记载器请求去加载所需类，直到顶层，若顶层加载器（BootStrapClassLoader）无法加载类，就回到下一级，如果下一级仍无法加载，再下一级，直到当前的类加载器，如果仍加载不到，就会抛出ClassNotFoundExceptio。 注意：这里的父子关系不是java中的继承关系，可以理解为一种委托关系。

 

三.类的唯一标识

JVM中，类的唯一标识是（类名，包名，加载器），由不同加载器加载的类，即使具有相同的类名和包名，也不会被认为是同一个实例，不是类型可比型的。例如：ClassLoader A 有两个子加载器ClassLoader B 和 ClassLoader C，类Foo对ClassLoaderB和ClassLoaderC是可见的，对ClassLoaderA是不可见的，当有请求向ClassLoaderB和ClassLoaderC请求Foo的实例时，由于两个加载器会分别加载Foo，这样JVM会产生两个Foo的实例（foo1，foo2），而且它们是不可比的， 语句foo1=(Foo)foo2会抛出ClassCastException;当然，如果Foo对ClassLoaderA是可见的，Foo就会由ClassLoaderA加载，就不会产生ClassCastException了。

 

四.Servelet容器中类加载器

在Tomat5中简单做了个测试，发现Thread.currentThread().getContextClassLoader()得到的是如下的结果：

webapp classloader:WebappClassLoader
  delegate: false
  repositories:
    /WEB-INF/classes/
----------> Parent Classloader:
[email protected]

按照“Servlet Specification, version 2.3, section 9.7.2 Web Application Classloader”说法，通过WebappClassLoader应该能够加载任何库文件中的资源，但是不能覆盖J2SE和servlet APIs；将来值得推荐的做法servlet的加载器不允许servlet去访问web容器的实现类。

 

这里，摘录了官网上的Tomcat5和Tomcat6类加载的顺序：

Tomcat 5：

　Bootstrap classes of your JVM
　System class loader classes
　/WEB-INF/classes of your web application
　/WEB-INF/lib/*.jar of your web application
　$CATALINA_HOME/common/classes
　$CATALINA_HOME/common/endorsed/*.jar
　$CATALINA_HOME/common/i18n/*.jar
　$CATALINA_HOME/common/lib/*.jar
　$CATALINA_BASE/shared/classes
　$CATALINA_BASE/shared/lib/*.jar

 

Tomcat 6:

　Bootstrap classes of your JVM
　System class loader classes
　/WEB-INF/classes of your web application
　/WEB-INF/lib/*.jar of your web application
　$CATALINA_HOME/lib
　$CATALINA_HOME/lib/*.jar