JVM中ClassLoader類加載器的深入理解
JVM的體系結構圖
先來看一下JVM的體系結構，如下圖：
JVM的位置
JVM的位置，如下圖：
JVM是運行在操作系統之上的，與硬件沒有直接的交互，但是可以調用底層的硬件，用JIN（Java本地接口調用底層硬件）
JVM結構圖中的class files文件
class files文件，是保存在我們電腦本地的字節碼文件，.java文件經過編譯之後，就會生成一個.class文件，這個文件就是class files所對應的字節碼文件，如下圖：
JVM結構圖中的類加載器ClassLoader的解釋
類加載器ClassLoader的作用
類加載器隻有一個作用，就是負責把我們本地的.class字節碼文件，加載到JVM中，以類模板的形式存在於JVM中。
類加載器加載的.class文件也是有要求的，並不是隻要是後綴名為.class的文件，都可以被類加載器加載，這個.class文件的必須是.java文件經過編譯後得到的字節碼文件，也就是指這個.class文件的開頭必須要是cafe babe字符單詞，它的內容是經過加密後的二進制文件，但是此二進制使用十六進制表示出來的，如下圖：
類加載器ClassLoader隻負責加載.class文件，但至於他是否可以運行，由JVM中的執行引擎Excution Engine決定的。
解釋：
Car.class是由.java文件編譯得來的.class文件，存在本地磁盤。
ClassLoader：類加載器，負責加載並初始化 類文件，得到真正的Class類，即模板。
Car Class：由Car.class字節碼文件，通過ClassLoader加載並且初始化得到，這個Car就是當前類的模板，這個Car Class模板就存在方法區。
car1，car2，car3：是由Car模板經過實例化而得，一個模板可以獲得多個實例化對象。
拿car1舉例，car1.getClass()可以得到模板Car類，Car.getClassLoader()可得到其裝載器。
類加載器的種類
一共有四類。
虛擬機自帶的加載器：
啟動類加載器，也叫根加載器（BootStrap）。由C++編寫，程序中自帶的類，存儲在 $JAVAHOME/jre/lib/rt.jar中，如object類等
擴展類加載器（Extension），Java編寫，在我們看到的類路徑中，凡是以Javax開頭的，都是拓展包，存儲在 $JAVAHOME/jre/lib/ext/*.jar 中，為什麼會有擴展包？是因為原本的java包中在功能上，不能滿足我們瞭，所以我們就在原本的java包的基礎上擴展出瞭一些新的功能，而形成的新的包就叫做擴展包。
應用程序類加載器（AppClassLoader）,即平時程序中自定義的類 new出來的
用戶自定義的加載器：
Java.lang.ClassLoader的子類，用戶可以定制類的加載方式，即如果你的程序有特殊的需求，你也可以自定義你的類加載器的加載方式 ，進入ClassLoader的源碼，其為抽象類，因此在你定制化開發的時候，需要你定義自己的加載器類來繼承ClassLoader抽象類即可，即 MyClassLoader extends ClassLoader
java類的加載機制
首先你需要知道，當java程序需要加載一個類的時候，會去找類加載器，然後找類加載器裡面看是否有對應的類模板。
Java的類加載機制，永遠是以 根加載器->拓展類加載器->應用程序類加載器 這樣的一個順序進行加載的。什麼意思呢？就是如果能在BootStrapClassLoader類加載器的路徑下找到對應的類模板，那麼就不會再去擴展類加載器ExtensionClassLoader中找對應的類模板，如果能在擴展類加載器ExtensionClassLoader中找到對應的類模板，那麼就不會去應用程序類加載器AppClassLoader中找對應的類模板。類加載器的父子級關系，如下圖：
從上圖可以看出根加載器BootStrapClassLoader是擴展類加載器ExtensionClassLoader的父級，擴展類加載器ExtensionClassLoader是應用程序加載器AppClassLoader的父級，如下圖：
被某個類加載器加載的類，都會存放到這個類加載器的路徑中，當程序需要加載某個類的時候，會先去根加載器BootstrapClassLoader的路徑下，尋找是否有這個類的模板，如果沒有則會去這個類加載器的下一級，若有，則不會再去下一級尋找瞭。
利用obj.getClass().getClassLoader()方法，可以找到對應的類模板是存放在哪個類加載器的路徑下的，換一個說法，可以讓你知道在加載這個類模板所對應的類的字節碼文件的時候，是用的哪一個類加載器把這個類的字節碼文件加載成類模板的，如下圖：
那麼問題來瞭？為什麼說Object類是java自帶的類呢？java自帶的類到底可以在哪裡找到呢？java自帶的類可以 J A V A H O M E / j r e / l i b / r t . j a r 下 找 到 。 首 先 來 看 一 下 JAVAHOME/jre/lib/rt.jar下找到。首先來看一下 JAVAHOME/jre/lib/rt.jar下找到。首先來看一下JAVAHOME，也即是java的安裝目錄，如下圖：
然後咱來看一下$JAVAHOME/jre/lib/rt.jar中的包（rt其實也即是RunTime的縮寫），如下圖：
打開rt.jar壓縮包，它的目錄結構，如下圖：
Object類在java/lang包下，如下圖：
JVM中的類加載器，根加載器BootStrap，在一開始，就會把rt.jar壓縮包中的所有的 類的字節碼文件都加載到JVM中，變成類的模板，所以這些java自帶的類，對應的類的模板，都會被存放到根加載器BootStrap的路徑下面。故當java程序中需要用到java中的自帶類的時候，都會去根加載器BootStrap的路徑下去尋找類的模板。
雙親委派機制
官方概念：當一個類收到類加載請求後，他不會首先去加載這個類，而是把這個請求委派給父類去完成。每一個層次的類加載器都是如此，因此所有的類加載器請求都是應該傳到根加載器中的，隻有當其父類加載器自己無法完成這個請求的時候（在他的加載路徑下沒有找到所需加載的class），子類加載器才會嘗試自己去加載。
我的理解翻譯：當java程序需要加載一個類的時候，比如要加載java.lang.String類，會首先去根加載器類BootstrapClassLoader的路徑下去尋找，如果在根加載器路徑下可以找到java.lang.String類，那麼就不會再往下尋找java.lang.String類瞭，因為已經找到瞭；若在根加載器路徑下沒有找到java.lang.String類，則會去下一級擴展類加載器ExtensionClassLoader中尋找java.lang.String類，如果在擴展類加載器中找到瞭java.lang.String類，那麼就不會再去下一級類加載器中尋找瞭；如果沒有找到，則會去應用程序類加載器AppClassLoader中去尋找java.lang.String類，如果仍然沒有找到會報classNotFoundException異常。
采用雙親委派機制的好處：保證瞭我們寫的代碼不會污染到java的源代碼，因為隻要java的源代碼中存在我們即將要加載的類，那麼java程序在加載類的時候就會去頂層的根加載器BootstrapClassLoader路徑下去尋找類模板，然後把這個類加載。你就比如假設我們自己寫一個java.lang包，然後在這個包裡面寫一個String類，那麼如果java源代碼中沒有java.lang.String這個類，java程序在用到這個類加載的時候，會用到應用程序類加載器AppClassLoader路徑下的java.lang.String類，但是，我們都知道java源代碼中是有java.lang.String這個類的，也即是在根加載器BootstrapClassLoader路徑下有java.lang.String這個類，所以java程序在用到這個類加載它的時候，會加載根加載器BootstrapClassLoader路徑下的java.lang.String類，而不會去加載應用程序類加載器AppClassLoader下的java.lang.String類，這樣就保證瞭，我們在java程序的其它地方所用到的java.lang.String類的方法是正確的，怎麼個正確法呢？因為啊，假設你是加載的應用程序加載器AppClassLoader路徑裡的java.lang.String類也即是你自己寫的String類，那麼在java程序的其它地方如果使用到瞭源代碼java.lang.String類裡面的方法該怎麼辦？這樣是不是會出錯？這其實也就是，你寫的代碼污染瞭人傢寫的源代碼。
雙親委派機制的程序理解，如下圖：
沙箱安全機制
通過雙親委派機制，類的加載永遠都是從根加載器開始的，如果跟加載器中沒有對應的類模板，則會去下一級類加載器中尋找這個類模板，如果有的話則就不會去下一級尋找瞭。這樣就保證你所寫的代碼不會污染Java自帶的源代碼，保證瞭沙箱的安全。
為什麼說這樣不會污染java自帶的源代碼呢？因為隻要java的源代碼中存在我們即將要加載的類，那麼java程序在加載類的時候就會去頂層的根加載器BootstrapClassLoader路徑下去尋找類模板，然後把這個類加載。你就比如假設我們自己寫一個java.lang包，然後在這個包裡面寫一個String類，那麼如果java源代碼中沒有java.lang.String這個類，java程序在用到這個類加載的時候，會用到應用程序類加載器AppClassLoader路徑下的java.lang.String類，但是，我們都知道java源代碼中是有java.lang.String這個類的，也即是在根加載器BootstrapClassLoader路徑下有java.lang.String這個類，所以java程序在用到這個類加載它的時候，會加載根加載器BootstrapClassLoader路徑下的java.lang.String類，而不會去加載應用程序類加載器AppClassLoader下的java.lang.String類，這樣就保證瞭，我們在java程序的其它地方所用到的java.lang.String類的方法是正確的，怎麼個正確法呢？因為啊，假設你是加載的應用程序加載器AppClassLoader路徑裡的java.lang.String類也即是你自己寫的String類，那麼在java程序的其它地方如果使用到瞭源代碼java.lang.String類裡面的方法該怎麼辦？這樣是不是會出錯？這其實也就是，你寫的代碼污染瞭人傢寫的源代碼。
總結
到此這篇關於JVM中ClassLoader類加載器的文章就介紹到這瞭,更多相關JVM中ClassLoader類加載器內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet！