基本概念
ClassLoader 是一个重要的 Java 执行时系统组件，它负责在运行时查找和装入 Class 字节码文件。JVM 在运行时会产生三个ClassLoader：根装载器、扩展类装载器（ExtClassLoader）和系统类装载器（AppClassLoader）。其中，根装载器不是ClassLoader的子类，它使用C++编写，因此我们在 Java 中看不到它，根装载器负责装载JRE的核心类库，如JRE目标下的 rt.jar、charsets.jar 等。ExtClassLoader 和AppClassLoader 都是 ClassLoader 的子类。其中 ExtClassLoader 负责装载 JRE 目录 ext 中的 JAR 类包；AppClassLoader 负责装载 ClassPath 路径下的类包。
我们的应用程序都是由这3种类加载器互相配合进行加载的，如果有必要，还可以加入自己定义的类加载器。这些类加载器之间的关系一般为：
这三个类装载器之间存在父子层级关系，默认情况下，使用AppClassLoader装载应用程序的类，用以下代码证明：
package com.wlee.test;
public class ClassLoaderTest {
public static void main(String[] args) {
//Thread.currentThread():返回对当前正在执行的线程对象的引用。
//getContextClassLoader():返回该线程的上下文ClassLoader。
ClassLoader loader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
System.out.println("当前的loader:" + loader); //AppClassLoader
System.out.println("父级的loader:" + loader.getParent()); //ExtClassLoader
System.out.println("祖父级的loader:" + loader.getParent().getParent()); //null
}
}
通过以上的输出信息，很明显 ClassLoader 是 AppClassLoader，父 ClassLoader 是 ExtClassLoader，祖父 ClassLoader 是根类装载器，因为在 Java 中无法获得它，所以返回 null。
另外，ClassLoader 的几个重要方法：
| 方法 | 解释 |
|---|---|
| Class defineClass(String name, byte[] b, int off, int len) | 将类文件的字节数组转换成JVM内部的java.lang.Class对象。字节数组可以从本地文件系统、远程网络获取。name为字节数组对应的全限定类名。 |
| Class findSystemClass(String name) | 从本地文件系统载入Class文件，如果本地文件系统不存在该Class文件，将抛出ClassNotFoundException异常。该方法是JVM默认使用的装载机制。 |
| ClassLoader getParent() | 获取类装载器的父装载器，除根装载器外，所有的类装载器都有且仅有一个父装载器，ExtClassLoader的父装载器是根装载器，因为根装载器非Java编写，所以无法获得，将返回null。 |
进阶 - 自定义ClassLoader
首先我们自定义一个简单的类，并编译层 class 文件，放在指定的目录下，比如 d:/test/ 目录下，类代码如下：
package com.wlee.test;
public class App {
private String name = "测试App";
}
这个类编译之后把编译好的 class 文件放在 d:/test/ 目录下，也就是文件路径是 d:/test/App.class，自定义 ClassLoader 代码如下：
package com.wlee.test;
import org.apache.commons.io.IOUtils;
import org.apache.commons.lang3.reflect.FieldUtils;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
import java.lang.reflect.Field;
public class MyClassLoader extends ClassLoader {
private String path = "d:/test/";
@Override
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
Class<?> cls = findLoadedClass(name);
if (cls != null) {
return cls;
}
if (!name.endsWith(".App")) {
return super.loadClass(name);
}
try {
InputStream is = new FileInputStream(path + name.replace(".", "/") + ".class");
byte[] bytes = IOUtils.toByteArray(is);
return defineClass(name, bytes, 0, bytes.length);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
return super.loadClass(name);
}
public static void main(String[] args) {
try {
MyClassLoader loader = new MyClassLoader();
Class<?> cls = loader.loadClass("com.wlee.test.App");
Field field = FieldUtils.getField(cls, "name", true);
Object value = field.get(cls.newInstance());
System.out.println(value);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
执行main方法之后，自定义类加载器正常加载到类，程序最后输出：测试App。
代码很简单，上面那个 main 方法，就是读取自定义的目录。其实可以直接使用 URLClassLoader 就能读取：
public static void main(String[] args) {
try {
URLClassLoader loader = new URLClassLoader(new URL[]{new URL("file:///d:/test/")});
Class<?> cls = loader.loadClass("com.wlee.test.App");
Field field = FieldUtils.getField(cls, "name", true);
Object value = field.get(cls.newInstance());
System.out.println(value);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
