Java类加载源码阅读

JVM自带加载器

• 启动类加载器 BootStrap ClassLoader：最顶层的类加载器，负责加载 JAVA_HOME\lib 目录中的，或通过-Xbootclasspath参数指定路径中的，且被虚拟机认可（按文件名识别，如rt.jar）的类。可以通System.getProperty("sun.boot.class.path")查看加载的路径。
• 扩展类加载器 Extention ClassLoader：主要加载目录%JRE_HOME%\lib\ext目录下的jar包和class文件，或通过java.ext.dirs系统变量指定路径中的类库。也可以通过System.out.println(System.getProperty("java.ext.dirs"))查看加载类文件的路径。
• 应用程序类加载器 Application ClassLoader：也叫做系统类加载器，可以通过getSystemClassLoader()获取，负责加载用户路径classpath上的类库。如果没有自定义类加载器，一般这个就是默认的类加载器。
  
  
  

类加载层次关系

类加载层次关系

类加载器之间的这种层次关系叫做双亲委派模型。

双亲委派模型要求除了顶层的启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）外，其余的类加载器都应当有自己的父类加载器。这里的类加载器之间的父子关系一般不是以继承关系实现的，而是用组合实现的。

• 下面看一段源码

public class Launcher {
    private static Launcher launcher = new Launcher();
    private static String bootClassPath =
        System.getProperty("sun.boot.class.path");

    public static Launcher getLauncher() {
        return launcher;
    }

    private ClassLoader loader;

    public Launcher() {
        // Create the extension class loader
        ClassLoader extcl;
        try {
            extcl = ExtClassLoader.getExtClassLoader();
        } catch (IOException e) {
            throw new InternalError(
                "Could not create extension class loader", e);
        }

        // Now create the class loader to use to launch the application
        try {
            loader = AppClassLoader.getAppClassLoader(extcl);
        } catch (IOException e) {
            throw new InternalError(
                "Could not create application class loader", e);
        }

        Thread.currentThread().setContextClassLoader(loader);
    }

    /*
     * Returns the class loader used to launch the main application.
     */
    public ClassLoader getClassLoader() {
        return loader;
    }
    /*
     * The class loader used for loading installed extensions.
     */
    static class ExtClassLoader extends URLClassLoader {}

    /**
      * The class loader used for loading from java.class.path.
      * runs in a restricted security context.
      */
    static class AppClassLoader extends URLClassLoader {}

从源码中我们看到
（1）Launcher初始化的时候创建了ExtClassLoader以及AppClassLoader，并将ExtClassLoader实例传入到AppClassLoader中。
（2）虽然上一段源码中没见到创建BoopStrap ClassLoader，但是程序一开始就执行了System.getProperty("sun.boot.class.path")。

附上Launcher相关文章：
https://blog.csdn.net/jyxmust/article/details/72357372?utm_source=itdadao&utm_medium=referral

• 类加载器中的继承关系
  AppClassLoader的父加载器为ExtClassLoader，ExtClassLoader的父加载器为null，BoopStrap ClassLoader为顶级加载器。

类加载机制-双亲委托

当JVM加载Test.class类的时候

• 首先会到自定义加载器中查找，看是否已经加载过，如果已经加载过，则返回该类。
• 如果自定义加载器没有加载过，则询问上一层加载器(即AppClassLoader)是否已经加载过Test.class。
• 如果没有加载过，则询问上一层加载器（ExtClassLoader）是否已经加载过。
• 如果没有加载过，则继续询问上一层加载（BoopStrap ClassLoader）是否已经加载过。
• 如果BoopStrap ClassLoader没有加载过，则到自己指定类加载路径sun.boot.class.path下查看是否有Test.class字节码，有则加载并返回加载后的类c = findBootstrapClassOrNull(name)。
• 如果还是没找到调用c = findClass(name)到加载器ExtClassLoader指定的类加载路径java.ext.dirs下查找class文件，有则加载并返回类。
• 依此类推，最后到自定义类加载器指定的路径还没有找到Test.class字节码，则抛出异常ClassNotFoundException。

这里注意
每个自定义的类加载器都需要重写findClass方法，该方法的作用是到指定位置查找class文件并加载到JVM中，如果找不到则抛出ClassNotFoundException异常。

类加载机制-双亲委托

双亲委派模型最大的好处就是让Java类同其类加载器一起具备了一种带优先级的层次关系。这句话可能不好理解，我们举个例子。比如我们要加载顶层的Java类——java.lang.Object类，无论我们用哪个类加载器去加载Object类，这个加载请求最终都会委托给Bootstrap ClassLoader，这样就保证了所有加载器加载的Object类都是同一个类。

双亲委派模型的实现比较简单，在java.lang.ClassLoader的loadClass方法中：

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
        throws ClassNotFoundException
    {
        synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
            // First, check if the class has already been loaded
            Class<?> c = findLoadedClass(name);
            if (c == null) {
                long t0 = System.nanoTime();
                try {
                    if (parent != null) {
                        c = parent.loadClass(name, false);
                    } else {
                        c = findBootstrapClassOrNull(name);
                    }
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                    // ClassNotFoundException thrown if class not found
                    // from the non-null parent class loader
                }

                if (c == null) {
                    // If still not found, then invoke findClass in order
                    // to find the class.
                    long t1 = System.nanoTime();
                    c = findClass(name);

                    // this is the defining class loader; record the stats
                    sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
                }
            }
            if (resolve) {
                resolveClass(c);
            }
            return c;
        }
    }

/**
     * Finds the class with the specified <a href="#name">binary name</a>.
     * This method should be overridden by class loader implementations that
     * follow the delegation model for loading classes, and will be invoked by
     * the {@link #loadClass <tt>loadClass</tt>} method after checking the
     * parent class loader for the requested class.  The default implementation
     * throws a <tt>ClassNotFoundException</tt>.
     *
     * @param  name
     *         The <a href="#name">binary name</a> of the class
     *
     * @return  The resulting <tt>Class</tt> object
     *
     * @throws  ClassNotFoundException
     *          If the class could not be found
     *
     * @since  1.2
     */
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        throw new ClassNotFoundException(name);
    }

参考链接：

https://www.jianshu.com/p/5f79217f2e18
https://nomico271.github.io/2017/07/07/JVM%E7%B1%BB%E5%8A%A0%E8%BD%BD%E6%9C%BA%E5%88%B6/
https://www.cnblogs.com/gdpuzxs/p/7044963.html