一文了解类加载机制--ClassLoader

一、什么是ClassLoader？
众所周知，当我们编写一个Java程序时，它是由几个程序组织的一个完整的Java应用程序。类文件。程序运行时，会调用程序的一个入口函数来调用系统的相关函数，而这些函数封装在不同的类文件中，所以我们经常需要从这个类文件中调用另一个类文件中的方法。如果另一个文件不存在，程序启动时，不会一次性加载程序使用的所有类文件，而是根据程序的需要通过Java的ClassLoader动态加载一个类文件到内存中，这样类文件加载到内存后才能被其他类引用。因此，ClassLoader用于将类文件动态加载到内存中。

二、其次，默认情况下，Java提供三个ClassLoader
BootStrap ClassLoader:称为启动类加载器，是Java类加载层次中的顶层类加载器，负责加载JDK的核心类库，如rt.jar、resources.jar、charsets.jar等。

Extension ClassLoader:称为扩展类加载器，负责加载Java的扩展类库，默认加载JAVA_HOME/jre/lib/ext/下的所有jar。
App ClassLoader:称为系统类加载器，负责加载应用类路径目录下的所有jar和类文件。

注意:除了Java默认提供的三种ClassLoader，用户还可以根据需要定义自己的ClassLoader，这些自定义的ClassLoader必须继承java.lang.ClassLoader类。它还包括Java提供的另外两个ClassLoader(扩展ClassLoader和AppClassLoader)，但是Bootstrap ClassLoader并不继承classloader，因为它不是一个普通的Java类，底层是C++编写的，已经嵌入到JVM内核中。当JVM启动时，引导ClassLoader会随之启动，并负责加载核心类库以及构建扩展ClassLoader和应用ClassLoaderClassLoader。

三、ClassLoader加载类的原理

1.原理介绍
类加载器使用父委托模型来搜索类。每个类加载器实例都有一个对父类加载器的引用(不是继承关系，而是包含关系)。虚拟机本身内置的引导类加载器没有父类加载器，但可以用作其他类加载器实例的父类加载器。当一个类加载器实例需要加载一个类时，它会将这个任务委托给它的父类加载器，然后再尝试亲自搜索一个类。这个过程从上到下检查。首先，顶层的引导类加载器试图加载它。如果它不加载它，它会将任务转移到扩展类加载器来尝试加载它。如果没有加载到，则转移到App ClassLoader进行加载，如果没有加载，则返回到委托的发起方，由发起方在指定的URL如文件系统或网络中加载类。如果它们都没有加载到该类中，则会引发ClassNotFoundException异常。否则，从找到的类中生成一个类定义，将其加载到内存中，最后在内存中返回该类的类实例对象。

2.为什么要用双亲委托的模式？
因为这样可以避免重复加载，所以当父类已经加载了类时，子类加载器就不需要再加载了。考虑到安全因素，让我们想象一下，如果不使用这种委托模式，我们可以随时用用户定义的String动态替换java核心api中定义的类型，这样会有很大的安全隐患。但是父委托的方式可以避免这种情况，因为String在启动的时候已经被Bootstrcp ClassLoader加载了。因此，用户定义的类加载器永远无法加载自己编写的字符串，除非您更改JDK的类加载器搜索类的默认算法。

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