類加載是Java程序運行的第一步，研究類的加載有助於瞭解JVM執行過程，並指導開發者採取更有效的措施配合程序執行。
研究類加載機制的第二個目的是讓程序能動態的控制類加載，比如熱部署等，提高程序的靈活性和適應性。
一、簡單過程
Java程序運行的場所是內存，當在命令行下執行：
java HelloWorld
命令的時候，JVM會將HelloWorld.class加載到內存中，並形成一個Class的對象HelloWorld.class。
其中的過程就是類加載過程：
1、尋找jre目錄，尋找jvm.dll，並初始化JVM；
2、產生一個Bootstrap Loader（啓動類加載器）；
3、Bootstrap Loader自動加載Extended Loader（標準擴展類加載器），並將其父Loader設爲Bootstrap Loader。
4、Bootstrap Loader自動加載AppClass Loader（系統類加載器），並將其父Loader設爲Extended Loader。
5、最後由AppClass Loader加載HelloWorld類。
以上就是類加載的最一般的過程。
二、類加載器各自搜索的目錄
爲了弄清楚這個問題，首先還要看看System類的API doc文檔。
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鍵
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相關值的描述
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| java.version | Java 運行時環境版本 |
| java.vendor | Java 運行時環境供應商 |
| java.vendor.url | Java 供應商的 URL |
| java.home | Java 安裝目錄 |
| java.vm.specification.version | Java 虛擬機規範版本 |
| java.vm.specification.vendor | Java 虛擬機規範供應商 |
| java.vm.specification.name | Java 虛擬機規範名稱 |
| java.vm.version | Java 虛擬機實現版本 |
| java.vm.vendor | Java 虛擬機實現供應商 |
| java.vm.name | Java 虛擬機實現名稱 |
| java.specification.version | Java 運行時環境規範版本 |
| java.specification.vendor | Java 運行時環境規範供應商 |
| java.specification.name | Java 運行時環境規範名稱 |
| java.class.version | Java 類格式版本號 |
| java.class.path | Java 類路徑 |
| java.library.path | 加載庫時搜索的路徑列表 |
| java.io.tmpdir | 默認的臨時文件路徑 |
| java.compiler | 要使用的 JIT 編譯器的名稱 |
| java.ext.dirs | 一個或多個擴展目錄的路徑 |
| os.name | 操作系統的名稱 |
| os.arch | 操作系統的架構 |
| os.version | 操作系統的版本 |
| file.separator | 文件分隔符（在 UNIX 系統中是“/”） |
| path.separator | 路徑分隔符（在 UNIX 系統中是“:”） |
| line.separator | 行分隔符（在 UNIX 系統中是“/n”） |
| user.name | 用戶的賬戶名稱 |
| user.home | 用戶的主目錄 |
| user.dir | 用戶的當前工作目錄 |
可惜這個幫助文檔並不全，直接用程序打印出來如下：
for (Map.Entry<Object, Object> entry : System.getProperties().entrySet()) {
System.out.println(entry.getKey()+"\t"+entry.getValue());
}
System.out.println(entry.getKey()+"\t"+entry.getValue());
}
| java.runtime.name | Java(TM) SE Runtime Environment |
| sun.boot.library.path | Q:\jdk6\jre\bin |
| java.vm.version | 14.0-b16 |
| java.vm.vendor | Sun Microsystems Inc. |
| java.vendor.url | http://java.sun.com/ |
| path.separator | ; |
| idea.launcher.port | 7532 |
| java.vm.name | Java HotSpot(TM) Client VM |
| file.encoding.pkg | sun.io |
| sun.java.launcher | SUN_STANDARD |
| user.country | CN |
| sun.os.patch.level | Service Pack 3 |
| java.vm.specification.name | Java Virtual Machine Specification |
| user.dir | E:\projects\testScanner |
| java.runtime.version | 1.6.0_14-b08 |
| java.awt.graphicsenv | sun.awt.Win32GraphicsEnvironment |
| java.endorsed.dirs | Q:\jdk6\jre\lib\endorsed |
| os.arch | x86 |
| java.io.tmpdir | C:\DOCUME~1\ADMINI~1\LOCALS~1\Temp\ |
| line.separator | |
| java.vm.specification.vendor | Sun Microsystems Inc. |
| user.variant | |
| os.name | Windows XP |
| sun.jnu.encoding | GBK |
| java.library.path | Q:\jdk6\bin;.;C:\WINDOWS\Sun\Java\bin;C:\WINDOWS\system32;C:\WINDOWS;Q:\jdk6\bin;Q:\JavaFX\javafx-sdk1.2\bin;Q:\JavaFX\javafx-sdk1.2\emulator\bin;C:\WINDOWS\system32;C:\WINDOWS;C:\WINDOWS\System32\Wbem;C:\MySQL Server 5.1\bin;C:\Program Files\StormII\Codec;C:\Program Files\StormII |
| java.specification.name | Java Platform API Specification |
| java.class.version | 50 |
| sun.management.compiler | HotSpot Client Compiler |
| os.version | 5.1 |
| user.home | d:\我的文檔 |
| user.timezone | |
| java.awt.printerjob | sun.awt.windows.WPrinterJob |
| idea.launcher.bin.path | C:\IDEA8\bin |
| file.encoding | UTF-8 |
| java.specification.version | 1.6 |
| java.class.path | Q:\jdk6\jre\lib\alt-rt.jar;Q:\jdk6\jre\lib\charsets.jar;Q:\jdk6\jre\lib\deploy.jar;Q:\jdk6\jre\lib\javaws.jar;Q:\jdk6\jre\lib\jce.jar;Q:\jdk6\jre\lib\jsse.jar;Q:\jdk6\jre\lib\management-agent.jar;Q:\jdk6\jre\lib\plugin.jar;Q:\jdk6\jre\lib\resources.jar;Q:\jdk6\jre\lib\rt.jar;Q:\jdk6\jre\lib\ext\dnsns.jar;Q:\jdk6\jre\lib\ext\localedata.jar;Q:\jdk6\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;Q:\jdk6\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;Q:\jdk6\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;E:\projects\testScanner\out\production\testScanner;C:\IDEA8\lib\idea_rt.jar |
| user.name | Administrator |
| java.vm.specification.version | 1 |
| java.home | Q:\jdk6\jre |
| sun.arch.data.model | 32 |
| user.language | zh |
| java.specification.vendor | Sun Microsystems Inc. |
| awt.toolkit | sun.awt.windows.WToolkit |
| java.vm.info | mixed mode, sharing |
| java.version | 1.6.0_14 |
| java.ext.dirs | Q:\jdk6\jre\lib\ext;C:\WINDOWS\Sun\Java\lib\ext |
| sun.boot.class.path | Q:\jdk6\jre\lib\resources.jar;Q:\jdk6\jre\lib\rt.jar;Q:\jdk6\jre\lib\sunrsasign.jar;Q:\jdk6\jre\lib\jsse.jar;Q:\jdk6\jre\lib\jce.jar;Q:\jdk6\jre\lib\charsets.jar;Q:\jdk6\jre\classes |
| java.vendor | Sun Microsystems Inc. |
| file.separator | \ |
| java.vendor.url.bug | http://java.sun.com/cgi-bin/bugreport.cgi |
| sun.io.unicode.encoding | UnicodeLittle |
| sun.cpu.endian | little |
| sun.desktop | windows |
| sun.cpu.isalist |
1、Bootstrap Loader（啓動類加載器）：加載System.getProperty("sun.boot.class.path")所指定的路徑或jar。
2、Extended Loader（標準擴展類加載器ExtClassLoader）：加載System.getProperty("java.ext.dirs")所指定的路徑或jar。在使用Java運行程序時，也可以指定其搜索路徑，例如：java -Djava.ext.dirs=d:\projects\testproj\classes HelloWorld
3、AppClass Loader（系統類加載器AppClassLoader）：加載System.getProperty("java.class.path")所指定的路徑或jar。在使用Java運行程序時，也可以加上-cp來覆蓋原有的Classpath設置，例如： java -cp ./lavasoft/classes HelloWorld
ExtClassLoader和AppClassLoader在JVM啓動後，會在JVM中保存一份，並且在程序運行中無法改變其搜索路徑。如果想在運行時從其他搜索路徑加載類，就要產生新的類加載器。
三、類加載器的特點
1、運行一個程序時，總是由AppClass Loader（系統類加載器）開始加載指定的類。
2、在加載類時，每個類加載器會將加載任務上交給其父，如果其父找不到，再由自己去加載。
3、Bootstrap Loader（啓動類加載器）是最頂級的類加載器了，其父加載器爲null.
3、Bootstrap Loader（啓動類加載器）是最頂級的類加載器了，其父加載器爲null.
四、類加載器的獲取
很容易，看下面例子
public class HelloWorld {
public static void main(String[] args) {
HelloWorld hello = new HelloWorld();
Class c = hello.getClass();
ClassLoader loader = c.getClassLoader();
System.out.println(loader);
System.out.println(loader.getParent());
System.out.println(loader.getParent().getParent());
}
}
public static void main(String[] args) {
HelloWorld hello = new HelloWorld();
Class c = hello.getClass();
ClassLoader loader = c.getClassLoader();
System.out.println(loader);
System.out.println(loader.getParent());
System.out.println(loader.getParent().getParent());
}
}
打印結果：
sun.misc.Launcher$AppClassLoader@19821f
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@addbf1
null
Process finished with exit code 0
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@addbf1
null
Process finished with exit code 0
從上面的結果可以看出，並沒有獲取到ExtClassLoader的父Loader，原因是Bootstrap Loader（啓動類加載器）是用C語言實現的，找不到一個確定的返回父Loader的方式，於是就返回null。
五、類的加載
類加載有三種方式：
1、命令行啓動應用時候由JVM初始化加載
2、通過Class.forName()方法動態加載
3、通過ClassLoader.loadClass()方法動態加載
三種方式區別比較大，看個例子就明白了：
public class HelloWorld {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
ClassLoader loader = HelloWorld.class.getClassLoader();
System.out.println(loader);
//使用ClassLoader.loadClass()來加載類，不會執行初始化塊
loader.loadClass("Test2");
//使用Class.forName()來加載類，默認會執行初始化塊
// Class.forName("Test2");
//使用Class.forName()來加載類，並指定ClassLoader，初始化時不執行靜態塊
// Class.forName("Test2", false, loader);
}
}
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
ClassLoader loader = HelloWorld.class.getClassLoader();
System.out.println(loader);
//使用ClassLoader.loadClass()來加載類，不會執行初始化塊
loader.loadClass("Test2");
//使用Class.forName()來加載類，默認會執行初始化塊
// Class.forName("Test2");
//使用Class.forName()來加載類，並指定ClassLoader，初始化時不執行靜態塊
// Class.forName("Test2", false, loader);
}
}
public class Test2 {
static {
System.out.println("靜態初始化塊執行了！");
}
}
static {
System.out.println("靜態初始化塊執行了！");
}
}
分別切換加載方式，會有不同的輸出結果。
六、自定義ClassLoader
爲了說明問題，先看例子：
package test;
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
import java.net.URLClassLoader;
/**
* 自定義ClassLoader
*
* @author leizhimin 2009-7-29 22:05:48
*/
public class MyClassLoader {
public static void main(String[] args) throws MalformedURLException, ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException {
URL url = new URL("file:/E:\\projects\\testScanner\\out\\production\\testScanner");
ClassLoader myloader = new URLClassLoader(new URL[]{url});
Class c = myloader.loadClass("test.Test3");
System.out.println("----------");
Test3 t3 = (Test3) c.newInstance();
}
}
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
import java.net.URLClassLoader;
/**
* 自定義ClassLoader
*
* @author leizhimin 2009-7-29 22:05:48
*/
public class MyClassLoader {
public static void main(String[] args) throws MalformedURLException, ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException {
URL url = new URL("file:/E:\\projects\\testScanner\\out\\production\\testScanner");
ClassLoader myloader = new URLClassLoader(new URL[]{url});
Class c = myloader.loadClass("test.Test3");
System.out.println("----------");
Test3 t3 = (Test3) c.newInstance();
}
}
public class Test3 {
static {
System.out.println("Test3的靜態初始化塊執行了！");
}
}
static {
System.out.println("Test3的靜態初始化塊執行了！");
}
}
運行後：
----------
Test3的靜態初始化塊執行了！
Process finished with exit code 0
Test3的靜態初始化塊執行了！
Process finished with exit code 0
可以看出自定義了ClassLoader myloader = new URLClassLoader(new URL[]{url});已經成功將類Test3加載到內存了，並通過默認構造方法構造了對象Test3 t3 = (Test3) c.newInstance();
有關ClassLoader還有很重要一點：
同一個ClassLoader加載的類文件，只有一個Class實例。但是，如果同一個類文件被不同的ClassLoader載入，則會有兩份不同的ClassLoader實例（前提是着兩個類加載器不能用相同的父類加載器）。
推薦一篇關於JAVA類加載的優秀博文: http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-lo-classloader/index.html?ca=drs-cn-0301