类是Java程序的组成元素，Java中的每个类都有一个Class对象，为了生成这个Class对象，JVM会使用被称为“类加载器”的子系统，这些“类加载器”就是本文将描述的ClassLoader。

Java并不是一开始就加载所有类，而是用到的时候才加载。当类的一个静态成员被引用时，这个类就会被加载。虽然类的构造函数没有用static修饰，但其实它也是类的静态方法。因此使用new操作符创建类的新对象也会被当做对类的静态成员的引用。

类的加载使用的是被称为类加载器（ClassLoader）的子系统，它的形式是一个链条，链条的末端是原生类加载器。这个链条是这样的：

自定义加载器（可选） -> AppClassLoader-> ExtClassLoader -> BootstrapClassLoader

当需要加载一个类时，JVM会从这个类加载器链的头部开始，依次判断该类是否被加载（即是否能找到该类的Class对象），如果所有ClassLoader都没有加载过该类，就会从这个链条的末端往前开始加载这个类，如果某个类加载器加载成功，那它便是这个类的类加载器，即通过getClass().getClassLoader()方法将返回这个类加载器。如果所有加载器都无法找到这个类，那就会抛出ClassNotFoundException异常。这种加载机制我们称之为“双亲委托”。

自定义类加载器不是必须的，应该说一般情况下不会用到，除非有特殊的需求比如Android的插件化，或者支持从网络下载类等，那么另外三个类加载器都是什么用途呢？

1. BootstrapClassLoader是JVM唯一个原生类加载器，它是JVM实现的一部分，原生类加载器加载的是可信类，包括Java API类，他们通常是从本地磁盘加载的。它查找类的路径可以通过System.getProperty("sun.boot.class.path")获取，输出结果：

JAVA_HOME\jre\lib\resources.jar
JAVA_HOME\jre\lib\rt.jar
JAVA_HOME\jre\lib\sunrsasign.jar;
...

2. ExtClassLoader是扩展的类加载器，它查找类的路径可以通过System.getProperty("java.ext.dirs")获取，输出结果：

JAVA_HOME\jre\lib\ext
C:\Windows\Sun\Java\lib\ext

3. AppClassLoader负责加载应用程序自身的类，它查找类的路径包括应用程序的本地目录和其它目录，可以通过System.getProperty("java.class.path")查看：

JAVA_HOME\jre\lib\charsets.jar
JAVA_HOME\jre\lib\deploy.jar
JAVA_HOME\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar
JAVA_HOME\jre\lib\ext\cldrdata.jar
JAVA_HOME\jre\lib\resources.jar
JAVA_HOME\jre\lib\rt.jar
D:\Develop\TestRegex\out\production\TestRegex （当前目录）
D:\Program Files\JetBrains\IntelliJ IDEA Community Edition 2017.2.5\lib\idea_rt.jar
...

Android插件化中，我们会用DexClassLoader加载一个插件的入口类，但插件包里有大量的类，需要一个个去调用ClassLoader.loadClass()吗？加载了一个类A，那A引用的其它类是怎么加载的？

如果类A引用了类B，无论是直接引用还是通过class.forName()引用，JVM会找到类A的ClassLoader，再用这个ClassLoader去加载类B，加载的过程同样采用“双亲委托”机制，因此最终加载了类B的不一定是A的ClassLoader，有可能是AppClassLoader、ExtClassLoader或者是BootstrapClassLoader，而在Android系统中，则有可能是java.lang.BootClassLoader。因此，在运行的时候，JVM会动态地使用正确的类加载器逐一加载各个用到的类。

加载类除了用ClassLoader的loadClass()之外，还可以用Class.forName()方法，它们有什么区别呢？

主要有两个区别：

1. Class.forName()默认使用当前类的ClassLoader加载，除非调用Class.forName(name, initialize, classlaoder)的方法来指定ClassLoader；
2. Class.forName()会初始化对象，而ClassLoader.load()则不会。
   比如对于一个类A：

public class A {
  static { System.out.println("time = " + System.currentTimeMillis()); }
}

以及以下两种方式加载这个类：

public class Main1 {
  public static void main(String... args) throws Throwable {
    final Class<?> c = Class.forName("A");
  }
}

public class Main2 {
  public static void main(String... args) throws Throwable {
    ClassLoader.getSystemClassLoader().loadClass("A");
  }
}

Main1会输出time = 1313614183558，而Main2不会。除非调用了该类的某个静态方法，否则类不会被初始化。另外，Class.forName(name, initialize, classLoader)的第二个参数可以控制类是否执行初始化。

参考文献

[1] Difference between Loading a class using ClassLoader and Class.forName

本文完。