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1、概述

JVM虚拟机把描述类的数据从Class文件加载到内存，并对数据进行校验、转换解析和初始化，最终形成可以被JVM直接使用的Java类型，这就是JVM的类加载机制。

Java语言里面，类的加载、连接和初始化过程都是在程序运行期间完成的。

2、类加载的时机

什么情况下需要开始类加载过程的第一个阶段：加载？这个Java虚拟机规范中并没有进行强制约束，可以交给虚拟机的具体实现来自由把握。
但是，对于初始化阶段，虚拟机规范则是严格规定了有且只有5种情况必须立即对类进行“初始化”(加载、验证、准备则在此之前就已经完成)：

以上5种场景的行为称为对一个类进行主动引用。除此之外，所有其他引用类的方式都不会触发初始化，称为被动引用。常见的被动引用的例子包括：

(1) 通过子类引用父类的静态变量，不会导致子类初始化。 System.out.println(SubClass.staticValue);

(2) 通过数组定义来引用类，不会触发此类的初始化。 SuperClass[] arr = new SuperClass[10];

(3) 静态常量在编译阶段会存入调用类的常量池中，本质上并没有直接引用到定义常量的。 System.out.println(ConstClass.finalStaticValue);

3、类加载的过程

类从被加载到虚拟机内存中开始，到卸载出内存为止，它的整个生命周期包括：加载（Loading）、验证（Verification）、准备(Preparation)、解析(Resolution)、初始化(Initialization)、使用(Using)和卸载(Unloading)7个阶段。其中准备、验证、解析3个部分统称为连接（Linking）。

如图所示：

加载、验证、准备和初始化这四个阶段发生的顺序是确定的，而解析阶段则不一定：它在某些情况下可以在初始化阶段之后再开始，这是为了支持Java语言的运行时绑定（也称为动态绑定或晚期绑定）

另外注意这里的几个阶段是按顺序开始，而不是按顺序进行或完成，因为这些阶段通常都是互相交叉地混合进行的，通常在一个阶段执行的过程中调用或激活另一个阶段。

3.1 加载

加载是类加载过程的第一个阶段，在加载阶段，虚拟机需要完成以下三件事情:

通过一个类的全限定名来获取定义此类的二进制字节流（并没有指明要从一个Class文件中获取，可以从其他渠道，譬如：网络、动态生成、数据库等）；
将这个字节流所代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构；
在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区这个类的各种数据的访问入口；

相对于类加载的其他阶段而言，加载阶段(准确地说，是加载阶段获取类的二进制字节流的动作)是可控性最强的阶段，因为开发人员既可以使用系统提供的类加载器来完成加载，也可以自定义自己的类加载器来完成加载。

加载阶段完成后，Java虚拟机外部的二进制字节流就按照虚拟机所需的格式存储在方法区之中，而且在Java堆中也创建一个java.lang.Class类的对象，这样便可以通过该对象访问方法区中的这些数据。

类加载器并不需要等到某个类被“首次主动使用”时再加载它，JVM规范允许类加载器在预料某个类将要被使用时就预先加载它，如果在预先加载的过程中遇到了.class文件缺失或存在错误，类加载器必须在程序首次主动使用该类时才报告错误(LinkageError错误)如果这个类一直没有被程序主动使用，那么类加载器就不会报告错误。

加载.class文件的方式

从本地系统中直接加载
通过网络下载.class文件
- 典型场景：Web Applet，也就是我们的小程序应用
从zip，jar等归档文件中加载.class文件
- 典型场景：后续演变为jar、war格式
从专有数据库中提前.class文件
- 典型场景：JSP应用从专有数据库中提取.class文件，较为少见。
将Java源文件动态编译为.class文件，也就是运行时计算而成
- 典型场景：动态代理技术
从加密文件中获取
- 典型场景：典型的防Class文件被反编译的保护措施

3.2 验证

验证是连接阶段的第一步，这一阶段的目的是为了确保Class文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求，并且不会危害虚拟机自身的安全。从整体上看，验证阶段大致上会完成下面4个阶段的检验动作：文件格式验证、 元数据验证、字节码验证、符号引用验证。

3.2.1 文件格式验证

主要验证字节流是否符合Class文件格式规范，并且能被当前版本的虚拟机处理。

主要验证点：

是否以魔数0xCAFEBABE开头
主次版本号是否在当前虚拟机处理范围之内
常量池的常量是否有不被支持的类型 (检查常量tag标志)
指向常量的各种索引值中是否有指向不存在的常量或不符合类型的常量
CONSTANT_Utf8_info型的常量中是否有不符合UTF8编码的数据
Class文件中各个部分及文件本身是否有被删除的或者附加的其他信息
...

  这阶段的验证是基于二进制字节流的，只有通过文件格式验证后，字节流才会进入内存的方法区中进行存储。

3.2.2 元数据验证

主要对字节码描述的信息进行语义分析，以保证其提供的信息符合Java语言规范的要求。

主要验证点：

该类是否有父类（只有Object对象没有父类，其余都有）
该类是否继承了不允许被继承的类（被final修饰的类）
如果这个类不是抽象类，是否实现了其父类或接口之中要求实现的所有方法
类中的字段、方法是否与父类产生矛盾（例如覆盖了父类的final字段，出现不符合规则的方法重载，例如方法参数都一致，但是返回值类型却不同）

...

3.2.3 字节码验证

主要进行数据流和控制流分析，确定程序语义是合法的、符合逻辑的。对类的方法体进行校验分析，保证被校验的类的方法在运行时不会做出危害虚拟机安全的行为。

主要验证点：

保证任意时刻操作数栈的数据类型与指令代码序列都能配合工作，例如不会出现类似的情况：操作数栈里的一个int数据，但是使用时却当做long类型加载到本地变量中
保证跳转不会跳到方法体以外的字节码指令上
保证方法体内的类型转换是合法的。例如子类赋值给父类是合法的，但是父类赋值给子类或者其它毫无继承关系的类型，则是不合法的。

3.2.4 符号引用验证

最后一个阶段的校验发生在虚拟机将符号引用转化为直接引用的时候，这个转化动作将在连接的第三阶段解析阶段发生。符号引用是对类自身以外（常量池中的各种符号引用）的信息进行匹配校验。

主要验证点：

符号引用中通过字符串描述的全限定名是否找到对应的类
在指定类中是否存在符合方法的字段描述符以及简单名称所描述的方法和字段
符号引用中的类、方法、字段的访问性（private,public,protected、default）是否可被当前类访问
符号引用验证的目的是确保解析动作能够正常执行，如果无法通过符号引用验证，那么将会抛出一个java.lang.IncompatibleClassChangeError异常的子类，如java.lang.IllegalAccessError、java.lang.NoSuchFieldError、java.lang.NoSuchMethodError等。

验证阶段是非常重要的，但不是必须的，它对程序运行期没有影响，如果所引用的类经过反复验证，那么可以考虑采用-Xverifynone参数来关闭大部分的类验证措施，以缩短虚拟机类加载的时间。*

3.3 准备

准备阶段是正式为类变量(static 成员变量)分配内存并设置类变量初始值（零值）的阶段，这些变量所使用的内存都将在方法区中进行分配。这里有两点需要注意：

成员变量不是在这里分配内存的，成员变量是在类实例化对象的时候在堆中分配的。
这里设置初始值是指类型的零值（比如0，null，false等），而不是代码中被显示的赋予的值。

比如：

public class Test {
    public int number = 111;
    public static int sNumber = 111; 
}

成员变量number在这个阶段就不会进行内存分配和初始化。而类变量sNunber会在方法区中分配内存，并设置为int类型的零值0而不是111，赋值为111是在初始化阶段才会执行。

Java基本数据类型和引用数据类型零值

但是呢，如果类变量如果是被final修饰，为静态常量，那么在准备阶段也会在方法区中分配内存，并且将其值设置为显示赋予的值。

比如：

public class Test {
    public static final int NUMBER = 111; 
}复制代码

此时，就会在准备阶段将NUMBER的值设置为111。

3.4 解析

解析阶段是把常量池内的符号引用替换成直接引用的过程。

符号引用（Symbolic References） ：符号引用以一组符号来描述所引用的目标，符号可以是任何形式的字面量，只要可以唯一定位到目标即可。符号引用于内存布局无关，所以所引用的对象不一定需要已经加载到内存中。各种虚拟机实现的内存布局可以不同，但是接受的符号引用必须是一致的，因为符号引用的字面量形式已经明确定义在Class文件格式中。(Class文件中的CONSTANT_Class_info、 CONSTANT_Fieldref_info、CONSTANT_Methodref_info等类型的常量)

直接引用（Direct References） ：直接引用时直接指向目标的指针、相对偏移量或是一个能间接定位到目标的句柄。直接引用和虚拟机实现的内存布局相关，同一个符号引用在不同虚拟机上翻译出来的直接引用一般不会相同。如果有了直接引用，那么它一定已经存在于内存中了。

解析动作主要针对类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型、方法句柄和调用限定符7类符号引用进行. 类与接口的解析：假设Java虚拟机在类D的方法体中引用了类N或者接口C，那么会执行下面步骤：

如果C不是数组类型，D的定义类加载器被用来创建类N或者接口C。加载过程中出现任何异常，可以被认为是类和接口解析失败。
如果C是数组类型，并且它的元素类型是引用类型。那么表示元素类型的类或接口的符号引用会通过递归调用来解析。
检查C的访问权限，如果D对C没有访问权限，则会抛出java.lang.IllegalAccessError异常。

字段解析：要解析一个未被解析过的字段符号引用，首先会对字段表内class_index项中索引的CONSTANT_Class_info符号引用进行解析,如果在解析这个类或接口符号引用的过程中出现了任何异常，都会导致字段解析失败。如果解析完成，那将这个字段所属的类或者接口用C表示，虚拟机规范要求按照如下步骤对Ｃ进行后续字段的搜索。

1 . 如果C本身包含了简单名称和字段描述符都与目标相匹配的字段，则直接返回这个字段的直接引用，查找结束。

2 . 否则，如果在C中实现了接口，将会按照继承关系从下往上递归搜索各个接口和它的父接口，如果接口中包含了简单名称和字段描述符都与目标相匹配的字段，则返回这个字段的直接引用，查找结束。

3 . 再不然，如果C不是java.lang.Object的话，将会按照继承关系从下往上递归搜索其父类，如果在类中包含了简单名称和字段描述符都与目标相匹配的字段，则返回这个字段的直接引用，查找结束。

4 . 如果都没有，查找失败退出，抛出java.lang.NoSuchFieldError异常。如果返回了引用，还需要检查访问权限，如果没有访问权限，则会抛出java.lang.IllegalAccessError异常。

在实际的实现中，要求可能更严格，如果同一字段名在C的父类和接口中同时出现，编译器可能拒绝编译。

类方法解析
类方法解析也是先对类方法表中的class_index项中索引的方法所属的类或接口的符号引用进行解析。我们依然用C来代表解析出来的类，接下来虚拟机将按照下面步骤对C进行后续的类方法搜索。

1 . 首先检查方法引用的C是否为类或接口，如果是接口，那么方法引用就会抛出IncompatibleClassChangeError异常
2 . 方法引用过程中会检查C和它的父类中是否包含此方法，如果C中确实有一个方法与方法引用的指定名称相同，并且声明是签名多态方法（Signature Polymorphic Method）,那么方法的查找过程就被认为是成功的，所有方法描述符所提到的类也需要解析。对于C来说，没有必要使用方法引用指定的描述符来声明方法。

3 . 否则，如果C声明的方法与方法引用拥有同样的名称与描述符，那么方法查找也是成功。

4 . 如果C有父类的话，那么按照第2步的方法递归查找C的直接父类。

5 . 否则，在类C实现的接口列表及它们的父接口之中递归查找是否有简单名称和描述符都与目标相匹配的方法，如果存在相匹配的方法，说明类C时一个抽象类，查找结束，并且抛出java.lang.AbstractMethodError异常。否则，宣告方法失败，并且抛出java.lang.NoSuchMethodError。

最后，如果查找过程成功返回了直接引用，将会对这个方法进行权限验证，如果发现不具备对此方法的访问权限，那么会抛出 java.lang.IllegalAccessError异常。

接口方法解析

接口方法也需要解析出接口方法表的class_index项中索引的方法所属的类或接口的符号引用，如果解析成功，依然用C表示这个接口，接下来虚拟机将会按照如下步骤进行后续的接口方法搜索。

1 . 与类方法解析不同，如果在接口方法表中发现class_index对应的索引C是类而不是接口，直接抛出java.lang.IncompatibleClassChangeError异常。

2 . 否则，在接口C中查找是否有简单名称和描述符都与目标匹配的方法，如果有则直接返回这个方法的直接引用，查找结束。

3 . 否则，在接口C的父接口中递归查找，直到java.lang.Object类为止，看是否有简单名称和描述符都与目标相匹配的方法，如果有则返回这个方法的直接引用，查找结束。

4 . 否则，宣告方法失败，抛出java.lang.NoSuchMethodError异常。

由于接口的方法默认都是public的，所以不存在访问权限问题，也就基本不会抛出java.lang.IllegalAccessError异常。

3.5 初始化

初始化是类加载的最后一步，在前面的阶段里，除了加载阶段可以通过用户自定义的类加载器加载，其余部分基本都是由虚拟机主导的。但是到了初始化阶段，才开始真正执行用户编写的java代码了。

在准备阶段，变量都被赋予了初始值，但是到了初始化阶段，所有变量还要按照用户编写的代码重新初始化。换一个角度，初始化阶段是执行类构造器<clinit>()方法的过程。

<clinit>()方法是由编译器自动收集类中的所有类变量的赋值动作和静态语句块(static语句块)中的语句合并生成的，编译器收集的顺序是由语句在源文件中出现的顺序决定的，静态语句块中只能访问到定义在静态语句块之前的变量，定义在它之后的变量，在前面的静态语句块中可以赋值，但是不能访问。

public class Test {
  static {
    i=0;  //可以赋值
    System.out.print(i); //编译器会提示“非法向前引用”
  }
  static int i=1;
}

<clinit>()方法与类的构造函数<init>()方法不同，它不需要显示地调用父类构造器，虚拟机会宝成在子类的<clinit>()方法执行之前，父类的<clinit>()已经执行完毕，因此在虚拟机中第一个被执行的<clinit>()一定是java.lang.Object的。

也是由于<clinit>()执行的顺序，所以父类中的静态语句块优于子类的变量赋值操作，所以下面的代码段，B的值会是2。

static class Parent {
  public static int A=1;
  static {
    A=2;
  }
}

static class Sub extends Parent{
  public static int B=A;
}

public static void main(String[] args) {
  System.out.println(Sub.B);
}

<clinit>()方法对于类来说不是必须的，如果一个类中既没有静态语句块也没有静态变量赋值动作，那么编译器都不会为类生成<clinit>()方法。

接口中不能使用静态语句块，但是允许有变量初始化的赋值操作，因此接口与类一样都会生成<clinit>()方法，但是接口中的<clinit>()不需要先执行父类的，只有当父类中定义的变量使用时，父接口才会初始化。除此之外，接口的实现类在初始化时也不会执行接口的<clinit>()方法。

虚拟机会保证一个类的<clinit>()方法在多线程环境中能被正确的枷锁、同步。如果多个线程初始化一个类，那么只会有一个线程去执行这个类的＜clinit＞()方法，其他线程都需要阻塞等待，直到活动线程执行＜clinit＞()方法完毕。如果在一个类的＜clinit＞()方法中有耗时很长的操作，就可能造成多个进程阻塞，在实际应用中这种阻塞往往是很隐蔽的。

3.6 Java虚拟机退出

Java虚拟机退出的一般条件是：

某些线程调用Runtime类或System类的exit方法；
Runtime类的halt方法，并且Java安全管理器也允许这些exit或者halt操作；
除此之外，在JNI(Java Native Interface)规范中还描述了当使用JNI API来加载和卸载(Load & Unload)Java虚拟机时，Java虚拟机退出过程。

4、类加载器

类加载器：实现类加载阶段的“通过一个类的全限定名来获取描述此类的二进制字节流”的动作的代码模块称为"类加载器"。虚拟机设计团队把这个动作放到Java虚拟机外部去实现，以便让应用程序自己觉得如何去获取所需要的类。
对于任意一个类，都需要由加载它的类加载器和这个类本身一同确立其在Java虚拟机中的唯一性，每一个类加载器，都拥有一个独立的类名称空间。比较两个类是否“相等”，只有在这两个类是由同一个类加载器加载的前提下才有意义，否则，即使这两个类来源于同一个Class文件，被同一个虚拟机加载，只要加载它们的类加载器不同，那这两个类就必定不相等。

从Java 虚拟机的角度来讲，只存在两种不同的类加载器：

一种是启动类加载器（Bootstrap ClassLoader），这个类加载器使用C++语言实现，是虚拟机自身的一部分；
另一种就是所有其他的类加载器，这些类加载器都由Java语言实现，独立于虚拟机外部，并且全都继承自抽象类java.lang.ClassLoader。

从Java开发人员的角度来看，绝大部分Java程序都会使用到以下3种系统提供的类加载器：

启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）：这个类加载器负责将存放在<JAVA_HOME>\lib目录中的，或者被-Xbootclasspath参数所指定的路径中的，并且是虚拟机识别的（仅按照文件名识别，如rt.jar，名字不符合的类库即使放在lib目录中也不会被加载）类库加载到虚拟机内存中。
扩展类加载器（Extension ClassLoader）：这个加载器由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader实现，它负责加载<JAVA_HOME>\lib\ext目录中的，或者被java.ext.dirs系统变量所指定的路径中的所有类库，开发者可以直接使用扩展类加载器。
应用程序类加载器（Application ClassLoader）:这个类加载器由sun.misc.Launcher$AppClassLoader实现。由于这个类加载器是ClassLoader中的getSystemClassLoader()方法的返回值，所以一般也称它为系统类加载器。它负责加载用户类路径（ClassPath）上所指定的类库，开发者可以直接使用这个类加载器，如果应用程序中没有自定义过自己的类加载器，一般情况下这个就是程序中默认的类加载器。

类加载器之间的关系一般如下图所示：

5、双亲委派模型

上图展示的类加载器之间的这种层次关系，称为类加载器的双亲委派模型(Parents Delegation Model)。

双亲委派模型要求除了顶层的启动类加载器外，其余的类加载器都应当有自己的父类加载器。
类加载器的双亲委派模型在JDK 1.2被引入，当它并不是一个强制性的约束模型，而是Java设计者推荐给开发者的一种类加载器的实现方式。

双亲委派模型的工作过程是：

如果一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器去完成。
每一个层次的类加载器都是如此，因此所有的类加载请求最终都是应该传送到顶层的类加载器中。
只有父加载器反馈自己无法完成这个加载请求，子加载器才会尝试自己去加载。

ClassLoader的源码：

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
    throws ClassNotFoundException
{
    synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
        // First, check if the class has already been loaded
        // 1、检查请求的类是否已经被加载过了
        Class<?> c = findLoadedClass(name);
        if (c == null) {
            long t0 = System.nanoTime();
            try {
                // 2、将类加载请求先委托给父类加载器
                if (parent != null) {
                    // 父类加载器不为空时，委托给父类加载进行加载
                    c = parent.loadClass(name, false);
                } else {
                    // 父类加载器为空，则代表当前是Bootstrap，从Bootstrap中加载类
                    c = findBootstrapClassOrNull(name);
                }
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                // ClassNotFoundException thrown if class not found
                // from the non-null parent class loader
           
                // 如果父类加载器抛出ClassNotFoundException                
                // 说明父类加载器无法完成加载请求
            }

            if (c == null) {
                // If still not found, then invoke findClass in order
                // to find the class.
                // 3、在父类加载器无法加载的时候，再调用本身的findClass方法来进行类加载
                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;
    }
}

先检查是否已经被加载过，若没有加载则调用父类加载器的loadClass()方法，依次向上递归。若父类加载器为空则说明递归到启动类加载器了。如果从父类加载器到启动类加载器的上层次的所有加载器都加载失败，则调用自己的findClass()方法进行加载。

使用双亲委派模型能使Java类随着加载器一起具备一种优先级的层次关系，保证同一个类只加载一次，避免了重复加载，同时也能阻止有人恶意替换加载系统类。

5.1 双亲委派模型的破坏

双亲委派模型并不是一个强制性的约束模型，而是Java设计者推荐给开发者的类加载器实现方式。

第一次破坏：向前兼容

双亲委派模型的第一次“被破坏”其实发生在双亲委派模型出现之前–即JDK1.2发布之前。由于双亲委派模型是在JDK1.2之后才被引入的，而类加载器和抽象类java.lang.ClassLoader则是JDK1.0时候就已经存在，面对已经存在的用户自定义类加载器的实现代码，Java设计者引入双亲委派模型时不得不做出一些妥协。为了向前兼容，JDK1.2之后的java.lang.ClassLoader添加了一个新的proceted方法findClass()，在此之前，用户去继承java.lang.ClassLoader的唯一目的就是重写loadClass()方法，因为虚拟在进行类加载的时候会调用加载器的私有方法loadClassInternal()，而这个方法的唯一逻辑就是去调用自己的loadClass()。JDK1.2之后已不再提倡用户再去覆盖loadClass()方法，应当把自己的类加载逻辑写到findClass()方法中，在loadClass()方法的逻辑里，如果父类加载器加载失败，则会调用自己的findClass()方法来完成加载，这样就可以保证新写出来的类加载器是符合双亲委派模型的。

第二次破坏：加载SPI接口实现类

双亲委派模型第二次“被破坏”是由于这个模型自身的缺陷导致，它无法解决解决基础类又要调用用户代码的问题。

JNDI服务(Java Naming and Directory Interface) ，JNDI的代码由启动类加载器去加载，但JNDI的目的是对资源进行集中管理和查找，它需要调用独立厂商实现并部署在应用程序的ClassPath下的JNDI接口提供者的代码，但是启动类加载器可能不认识这些代码。于是Java设计团队引入了：线程上下文类加载器(Thread Context ClassLoader)。JNDI服务使用这个线程上下文类加载器去加载所需要的SPI代码，也就是父类加载器请求子类加载器去完成类加载的动作，这破坏了双亲委派模型。

第三次破坏：热部署

双亲委派模型的第三次“被破坏”是由于用户对程序的动态性的追求导致的。

为了实现热插拔，热部署，模块化，意思是添加一个功能或减去一个功能不用重启，只需要把这模块连同类加载器一起换掉就实现了代码的热替换。例如OSGi的出现。在OSGi环境下，类加载器不再是双亲委派模型中的树状结构，而是进一步发展为网状结构。

OSGi实现模块化热部署的关键是它自定义的类加载器机制的实现，每一个程序模块（OSGi中称为Bundle）都有一个自己的类加载器，当需要更换一个Bundle时，就把Bundle连同类加载器一起换掉以实现代码的热替换。在OSGi环境下，类加载器不再双亲委派模型推荐的树状结构，而是进一步发展为更加复杂的网状结构，当收到类加载请求时，OSGi将按照下面的顺序进行类搜索：

将以java.开头的类，委派给父类加载器加载。
否则，将委派列表名单内的类，委派给父类加载器加载。
否则，将Import列表中的类，委派给Export这个类的Bundle的类加载器加载。
否则，查找当前Bundle的ClassPath，使用自己的类加载器加载。
否则，查找类是否在自己的Fragment Bundle中，如果在，则委派给Fragment Bundle的类加载器加载。
否则，查找Dynamic Import列表的Bundle，委派给对应Bundle的类加载器加载。
否则，类查找失败。

上面的查找顺序中只有开头两点仍然符合双亲委派模型的原则，其余的类查找都是在平级的类加载器中进行的。

5.2 有哪些场景破坏了双亲委派模型

线程上下文类加载器，典型的：JDBC 使用线程上下文类加载器加载 Driver 实现类
Tomcat 的多 Web 应用程序
OSGI 实现模块化热部署

5.3 自定义类加载器

通常情况下，我们都是直接使用系统类加载器。但是，有的时候，我们也需要自定义类加载器。比如应用是通过网络来传输 Java 类的字节码，为保证安全性，这些字节码经过了加密处理，这时系统类加载器就无法对其进行加载，这样则需要自定义类加载器来实现。自定义类加载器一般都是继承自 ClassLoader 类，从上面对 loadClass 方法来分析来看，我们只需要重写 findClass 方法即可。

package com.akiang.jvm.classloader;
import java.io.*;

public class MyClassLoader extends ClassLoader {

    private String root;

    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        byte[] classData = loadClassData(name);
        if (classData == null) {
            throw new ClassNotFoundException();
        } else {
            return defineClass(name, classData, 0, classData.length);
        }
    }

    private byte[] loadClassData(String className) {
        String fileName = root + File.separatorChar
                + className.replace('.', File.separatorChar) + ".class";
        try {
            InputStream ins = new FileInputStream(fileName);
            ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
            int bufferSize = 1024;
            byte[] buffer = new byte[bufferSize];
            int length = 0;
            while ((length = ins.read(buffer)) != -1) {
                baos.write(buffer, 0, length);
            }
            return baos.toByteArray();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }

    public String getRoot() {
        return root;
    }

    public void setRoot(String root) {
        this.root = root;
    }

    public static void main(String[] args)  {

        MyClassLoader classLoader = new MyClassLoader();
        classLoader.setRoot("D:\\temp");

        Class<?> testClass = null;
        try {
            testClass = classLoader.loadClass("com.pdai.jvm.classloader.Test2");
            Object object = testClass.newInstance();
            System.out.println(object.getClass().getClassLoader());
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

自定义类加载器的核心在于对字节码文件的获取

6、参考与感谢

1.Tomcat类加载器破坏双亲委派

2.双亲委派模型，类的加载机制，搞定大厂高频面试题

3.《深入Java虚拟机第3版》

JVM 基础 - Java 类加载机制

1、概述

2、类加载的时机

3、类加载的过程

3.1 加载

3.2 验证

3.2.1 文件格式验证

3.2.2 元数据验证

3.2.3 字节码验证

3.2.4 符号引用验证

3.3 准备

3.4 解析

3.5 初始化

3.6 Java虚拟机退出

4、类加载器

5、双亲委派模型

5.1 双亲委派模型的破坏

第一次破坏：向前兼容

第二次破坏：加载SPI接口实现类

第三次破坏：热部署

5.2 有哪些场景破坏了双亲委派模型

5.3 自定义类加载器

6、 参考与感谢

6、参考与感谢