1. ClassLoader源码
Java中的所有类，必须被装载到jvm中才能运行，类装载器把类文件从硬盘读取到内存中，JVM在加载类的时候，都是通过ClassLoader的loadClass()来加载class的，loadClass使用双亲委派模式。
ClassLoader抽象类：
public abstract class ClassLoader
ClassLoader类是一个抽象类，sun公司是这么解释这个类的：
class loader是一个负责加载classes的对象，ClassLoader类是一个抽象类，需要给出类的二进制名称，class loader尝试定位或者产生一个class的数据，一个典型的策略是把二进制名字转换成文件名然后到文件系统中找到该文件。
loadClass():
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;
}
}
使用指定的二进制名称(name)来加载类，默认实现按照以下顺序查找类：
- 1.getClassLoadingLock(name)获取本实例的锁
- 1.调用findLoadedClass(String)方法检查这个类是否被加载过
- 2.使用父加载器调用loadClass(String)方法
- 3.如果父加载器为Null，类加载器装载虚拟机内置的加载器调用findClass(String)方法装载类
- 4.如果，按照以上的步骤成功的找到对应的类，并且该方法接收的resolve参数的值为true,那么就调用resolveClass(Class)方法来处理类。
- 5.ClassLoader的子类最好覆盖findClass(String)而不是这个方法。 除非被重写，这个方法默认在整个装载过程中都是同步的（线程安全的）.
1.1 synchronized (getClassLoadingLock(name))
这是一个同步代码块，synchronized的括号中放的应该是一个对象，getClassLoadingLock(name)方法：
protected Object getClassLoadingLock(String className) {
Object lock = this;
if (parallelLockMap != null) {
Object newLock = new Object();
lock = parallelLockMap.putIfAbsent(className, newLock);
if (lock == null) {
lock = newLock;
}
}
return lock;
}
根据变量parallelLockMap的值进行不同的操作，如果这个变量是Null则直接返回this，如果这个属性不为Null则新建一个对象，然后在调用一个putIfAbsent(className, newLock);方法来给刚刚创建好的对象赋值，这个方法的作用我们一会讲。而parallelLockMap变量又是ClassLoader类的成员变量：
private final ConcurrentHashMap<String, Object> parallelLockMap;
parallelLockMap的初始化是在ClassLoader的构造方法里做的：
private ClassLoader(Void unused, ClassLoader parent) {
this.parent = parent;
if (ParallelLoaders.isRegistered(this.getClass())) {
parallelLockMap = new ConcurrentHashMap<>();
package2certs = new ConcurrentHashMap<>();
domains =
Collections.synchronizedSet(new HashSet<ProtectionDomain>());
assertionLock = new Object();
} else {
// no finer-grained lock; lock on the classloader instance
parallelLockMap = null;
package2certs = new Hashtable<>();
domains = new HashSet<>();
assertionLock = this;
}
}
构造函数根据一个属性ParallelLoaders的Registered状态的不同来给parallelLockMap赋值。ParallelLoaders又是在哪赋值的呢？在ClassLoader类中包含一个静态内部类private static class ParallelLoaders，在ClassLoader被加载的时候这个静态内部类就被初始化。
private static class ParallelLoaders {
private ParallelLoaders() {}
// the set of parallel capable loader types
private static final Set<Class<? extends ClassLoader>> loaderTypes =
Collections.newSetFromMap(
new WeakHashMap<Class<? extends ClassLoader>, Boolean>());
static {
synchronized (loaderTypes) { loaderTypes.add(ClassLoader.class); }
}
/**
* Registers the given class loader type as parallel capabale.
* Returns {@code true} is successfully registered; {@code false} if
* loader's super class is not registered.
*/
static boolean register(Class<? extends ClassLoader> c) {
synchronized (loaderTypes) {
if (loaderTypes.contains(c.getSuperclass())) {
// register the class loader as parallel capable
// if and only if all of its super classes are.
// Note: given current classloading sequence, if
// the immediate super class is parallel capable,
// all the super classes higher up must be too.
loaderTypes.add(c);
return true;
} else {
return false;
}
}
}
/**
* Returns {@code true} if the given class loader type is
* registered as parallel capable.
*/
static boolean isRegistered(Class<? extends ClassLoader> c) {
synchronized (loaderTypes) {
return loaderTypes.contains(c);
}
}
}
这个静态类ParallelLoaders封装了并行的可装载的类型的集合。
- 首先，在ClassLoader类中有一个静态内部类ParallelLoaders，他会指定的类的并行能力。
- 如果当前的加载器被定位为具有并行能力，那么他就给parallelLockMap定义，就是new一个 ConcurrentHashMap<>()，那么这个时候，我们知道如果当前的加载器是具有并行能力的，那么parallelLockMap就不是Null。
- 这个时候，我们判断parallelLockMap是不是Null，如果他是null，说明该加载器没有注册并行能力，那么我们没有必要给他一个加锁的对象，getClassLoadingLock方法直接返回this,就是当前的加载器的一个实例。
- 如果这个parallelLockMap不是null，那就说明该加载器是有并行能力的，那么就可能有并行情况，那就需要返回一个锁对象。然后就是创建一个新的Object对象，调用parallelLockMap的putIfAbsent(className, newLock)方法。
- putIfAbsent(className, newLock)的作用是：首先根据传进来的className,检查该名字是否已经关联了一个value值，如果已经关联过value值，那么直接把他关联的值返回，如果没有关联过值的话，那就把我们传进来的Object对象作为value值，className作为Key值组成一个map返回。然后无论putIfAbsent方法的返回值是什么，都把它赋值给我们刚刚生成的那个Object对象。
- 这个时候，我们来简单说明一下getClassLoadingLock(String className)的作用，就是： 为类的加载操作返回一个锁对象。为了向后兼容，这个方法这样实现:如果当前的classloader对象注册了并行能力，方法返回一个与指定的名字className相关联的特定对象，否则，直接返回当前的ClassLoader对象。
1.2 findLoadedClass(name)
在加载类之前先调用findLoadedClass方法检查该类是否已经被加载过，findLoadedClass会返回一个Class类型的对象，如果该类已经被加载过，那么就可以直接返回该对象（在返回之前会根据resolve的值来决定是否处理该对象，具体的怎么处理后面会讲）。 如果，该类没有被加载过，那么执行以下的加载过程。
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
}
如果父加载器不为空，那么调用父加载器的loadClass方法加载类，如果父加载器为空，那么调用虚拟机的加载器来加载类。如果以上两个步骤都没有成功的加载到类，那么调用自己的findClass(name)方法来加载类:
c = findClass(name);
这个时候，我们已经得到了加载之后的类，那么就根据resolve的值决定是否调用resolveClass方法。resolveClass方法的作用是：
链接指定的类。这个方法给Classloader用来链接一个类，如果这个类已经被链接过了，那么这个方法只做一个简单的返回。否则，这个类将被按照 Java™规范中的Execution描述进行链接。
1.3 类加载器
java中的类大致分为三种：系统类、扩展类、由程序员自定义的类。类装载方式包括隐式装载和显式装载。隐式装载：程序在运行过程中当碰到通过new 等方式生成对象时，隐式调用类装载器加载对应的类到jvm中。显式装载：通过class.forname()等方法，显式加载需要的类。
类加载的动态性是指：一个应用程序总是由n多个类组成，Java程序启动时，并不是一次把所有的类全部加载后再运行，它总是先把保证程序运行的基础类一次性加载到jvm中，其它类等到jvm用到的时候再加载，这样的好处是节省了内存的开销，因为java最早就是为嵌入式系统而设计的，内存宝贵，这是一种可以理解的机制，而用到时再加载这也是java动态性的一种体现。
Java中的类装载器实质上也是类，功能是把类载入jvm中，值得注意的是jvm的类装载器并不是一个，而是三个，层次结构如下：
为什么要有三个类加载器，一方面是分工，各自负责各自的区块，另一方面为了实现委托模型，下面会谈到该模型。
类加载器的工作原理：在这里java采用了委托模型机制，这个机制简单来讲，就是“类装载器有载入类的需求时，会先请示其Parent使用其搜索路径帮忙载入，如果Parent 找不到,那么才由自己依照自己的搜索路径搜索类”。
示例：
Public class Test{
Public static void main(String[] arg){
ClassLoader c = Test.class.getClassLoader(); //获取Test类的类加载器
System.out.println(c);
ClassLoader c1 = c.getParent(); //获取c这个类加载器的父类加载器
System.out.println(c1);
ClassLoader c2 = c1.getParent();//获取c1这个类加载器的父类加载器
System.out.println(c2);
}
}
结果：
。。。AppClassLoader。。。
。。。ExtClassLoader。。。
Null
Test是由AppClassLoader加载器加载的，AppClassLoader的Parent 加载器是 ExtClassLoader,但是ExtClassLoader的Parent为 null 是怎么回事呵，朋友们留意的话，前面有提到Bootstrap Loader是用C++语言写的，依java的观点来看，逻辑上并不存在Bootstrap Loader的类实体，所以在java程序代码里试图打印出其内容时，我们就会看到输出为null。
类装载器ClassLoader（一个抽象类）描述一下JVM加载class文件的原理机制。类装载器就是寻找类或接口字节码文件进行解析并构造JVM内部对象表示的组件，在java中类装载器把一个类装入JVM，经过以下步骤：
1、装载：查找和导入Class文件
2、链接：其中解析步骤是可以选择的 （a）检查：检查载入的class文件数据的正确性 （b）准备：给类的静态变量分配存储空间 （c）解析：将符号引用转成直接引用 3、初始化：对静态变量，静态代码块执行初始化工作
