学习笔记：深入分析ClassLoader工作机制
深入分析ClassLoader工作机制
ClassLoader除了能将Class加载到JVM中之外，还有一个重要的作用就是审查每个类应该由谁加载，它是一种父优先的等级加载机制。
Classloader类结构分析
我们常会用到或扩展ClassLoader，主要会用到如下几个方法：
ClassLoader
defineClass(byte[],int,int)
findClass(String)
leadClass(String)
resolveClass(Class<?>)
其中defineClass方法用来将byte字节流解析成JVM能够是别的Class对象，有了这个方法意味着我们不仅仅可以通过class文件实例化对象，还可以通过其他方式实例化对象，如我们通过网络接收到一个类的字节码，拿这个字节码流直接创建类的实例化对象。注意，如果直接调用这个方法生成类的Class对象，这个类的Class对象还没有resolve，这个resolve将会在这个对象真正实例化时才进行。
defineClass通常是和findClass方法一起使用的，我们通过直接覆盖ClassLoader父类的findClass方法来实现类的加载规则，从而取得要加载类的字节码。然后调用defineClass方法生成类的Class对象，如果你想在类被加载到JVM中时就被链接（Link），那么可以接着调用另外一个resolveClass方法，当然你也可以选择让JVM来解决什么时候才链接这个类。
如果你不想重新定义加载类的规则，也没有复杂的处理逻辑，只想在运行时能够加载自己指定的一个类，那么你可以用this.getClass().getClassLoader().loadClass("class")调用ClassLoader的loadClass方法以获取这个类的Class对象，这个loadClass还有重载方法，你同样可以决定在什么时候解析这个类。
ClassLoader是个抽象类，它还有很多子类，我们如果要实现自己的ClassLoader，一般都会继承URLClassLoader这个子类，因为这个类已经帮我们实现了大部分工作，我们只需要在适当的地方做些修改就行。
ClassLoader的等级加载机制（上级委托接待机制）
如何保证不同等级的会员通过不同的会员接待室进入会场？保证每个会员不会走错接待室，并且每个会员只能被一个接待室接待，从而保持接待的一致性。如何设计这个接待规则？
ClassLoader就设计了这样一种接待机制，就是上级委托接待机制。具体是这样的：任何一个会员到达任何一个接待室时，这个接待室首先会检查这个会员是否已经被自己接待过，如果接待过，那么拒绝本次接待，也就是不再发入会证明了，如果没有接待过，那么会向上询问这个会员是否应该在上一级的更高级别的接待室接待，上级接待室会根据它们的接待规则，检查这个会员是否已经被接待过，如果已经接待过，同样的处理方式，将已经接待过的结果反馈给下一级，如果也没有接待过，再向更高一级接待室转发接待请求，更高一级也还是同样的处理方法，直到有一级接待室接待或者告诉它下一级这个会员不是自己接待的这个结果；如果这个会员来到的这个接待室得到它上一级的接待室反馈认为这个会员没有被接待，并且也不应该有它们接待，这个接待室会正式接待这个会员，并发给他入会证明，这个会员就会被定义为这个接待室等级的会员。
整个JVM平台提供三层ClassLoader，这三层ClassLoader可以分为两种类型，可以理解为--->为接待室服务的接待室和为会员服务的接待室两种。
(1)Bootstrap ClassLoader，这个ClassLoader就是接待室服务自身的，它主要加载JVM自身工作需要的类。这个ClassLoader完全是由JVM自己控制的，需要加载哪个类，怎么加载都有JVM自己控制，别人也访问不到这个类，所以这个ClassLoader是不遵守前面介绍的加载规则的，它仅仅是一个类的加载工具而已，既没有更高一级的父加载器，也没有子加载器。
(2)ExtClassloader，这个类加载器有点特殊，它是JVM自身的一部分，但是它的血统也不是很纯正，它并不是JVM亲自实现的，我们可以理解为这个类加载器是那些与这个大会合作单位的员工会员，这些会员既不是JVM内部的，也和普通的外部会员不同，所以就由这个类加载器来加载，它服务的特定目标在System.getProperty("java.ext.dirs")目录下。
(3)AppClassLoader，这个类加载器就是专门为接待会员服务的，它的父类是ExtClassLoader。它服务的目标是广大普通会员，所有在System.,getProperty("java.class.path")目录下的类都可以被这个类加载器加载，这个目录就是我们常用到的classpath。
JVM加载class文件到内存有两种方式：
(1) 隐式加载：所谓隐式加载就是不通过在代码里调用ClassLoader来加载需要的类，而是通过JVM来自动加载需要的类到内存的方式。例如，当我们在类中继承或者引用某个类时，JVM在解析当前这个类时发现引用的类不在内存中，那么就会自动将这些类加载到内存中。
(2)显示加载：相反的显示加载就是我们在代码中通过ClassLoader类来加载一个类的方式。
如何加载class文件
ClassLoader加载一个class文件到JVM时需要经过的步骤。
第一个阶段是找到.class文件并把这个文件包含的字节码加载到内存中。
第二个阶段又可以分为三个步骤，分别是字节码验证、Class类数据结构分析及相应的内存分配和最后的符号表的链接。
第三阶段是类中静态属性和初始化赋值，以及静态块的执行。
加载字节码到内存 其实在ClassLoader抽象类中并没有定义如何去加载，如何去找到指定类并把它的字节码加载到内存。需要实现findClass()方法。子类URLClassLoader是如何实现findClass()的，在URLClassLoader中通过一个URLClassPath类取得要加载的class文件字节流，而这个URLClassPath定义了到哪里去找这个class文件，如果找到了class文件，再读取它的byte字节流，通过调用defineClass()方法来创建类对象。
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常见加载类错误分析
在执行Java程序是经常会碰到ClassNotFoundException和NoClassDefFoundError两个异常，它们都和类加载有关。
(1) ClassNotFoundException
当JVM要加载指定文件的字节码到内存时，并没有找到这个文件对应的字节码。解决的办法就是检查在当前的classpath目录下有没有指定的文件的存在，如果不知道当前classpath路径，可以通过命令获取：
this.getClass().getClassLoader().getResource("").toString()
(2) NoClassDefFoundError
常出现在第一次使用命令执行java类 例如：
java -cp example.jar Example
这里是因为在命令行中没有加类的包名 正确的写法：
java -cp example.jar net.aaa.Example
(3) UnstatusfiledLinkError
(4) ClassCastException
(5) ExceptionInInitializerError
