从零造就JVM大牛（一）

2020 年 10 月 26 日
笔记
JVM

引言

从事java的小伙伴大家好，如果你是一名从事java行业的程序员，无论你是小白还是工作多年的老司机，我相信这篇文章一定会给你带来

不同程度的收货不敢说你看完我的文章从此精通jvm打遍天下无对手，但我能保证的是看完我的文章并且实践操作加以理解，至少在jvm

的这个领域碾压百分之80以上的程序员。废话不多说我们进入正题。（此文连载，请持续关注！！！）

一：类加载

我相信很多从事java的小伙伴儿在网上或者视频上也看了很多关于jvm的文章和讲解，但总觉得缺少点儿什么，那么今天我来告诉你为什么

会有这种感觉，因为很多人或者说很多文章讲的jvm都没有从最底层，没有从人的习惯性思维上去剖析。从今天开始，我就要把jvm那点儿

事儿给小伙伴儿们说清楚。保证你会见到jvm领域的另一番美妙的天地。

废话不多说直接进入正题。讲类加载器之前，咱们先从类加载开始说起，那么java底层是如何加载一个类的呢，他的顺序是怎么样的呢？下面

我会细致的手把手带你分析。

在java代码中,类型的加载,连接，初始化过程都是在程序运行期间完成的.

类型加载：这里的类型指的的是什么呢？

答：类型就是指的我们Java源代码通过编译后的class文件

类型的来源有哪些？类型的来源我总结了以下7点内容

答：

1：本地磁盘

2：网络下载.class文件

3：war，jar下加载.class文件

4：从专门的数据库中读取.class文件(少见)

5：将java源文件动态编译成class文件

6：典型的就是动态代理，通过运行期生成class文件

7：我们的jsp会被转换成servlet，而我们的serlvet是一个java文件，会被编译成class文件

那么我们的是通过什么进行加载的呢？是如何被加载到jvm中的呢？

答：通过我们的类加载器(classLoader)进行加载

首先我们来了解以下类加载器的种类？系统级别的类加载器如下

1：启动类加载器（Bootstrap Classloader）

2：扩展类加载器(Extention ClassLoader)

3：应用类加载器

非系统级别类加载器如下：

1：自定义类加载器

接下来我们一个一个类加载剖析，好好的讲讲他们的前世今生，以及作用，让你彻底的了解类加载器到底是什么。

一：启动类加载器（Bootstrap Classloader）重点剖析

加载的职责：负责加载JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar。该加载器是有C++实现，不是ClassLoader类的子类。

接下来我们会以代码穿插的方式来讲清楚类加载器到底是什么。很多人只是用嘴说，这样当时听懂了，然而并不能

真正的体会到类加载器以及类加载的精髓。只有用示例去验证你的说法，这才是正确的学习姿势。废话不多说开搞。

首先创建一个java工程 jvm-classloader jdk版本采用1.8.0_144 包名为src/com.test 创建类 MainClass01，结构如下图：

首先我们通过代码的形式来看看，我们的启动类加载器到底加载了哪些包

package com.test;

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

/**
 * jvm 类加载器 第一章
 * @author 奇客时间-时光
 * 打印启动类加载器加载的路径
 */
public class MainClass01 {
    
    public static void main(String[] args) {

        String bootStrapLoadingPath = System.getProperty("sun.boot.class.path");
        List<String> bootLoadingPathList = Arrays.asList(bootStrapLoadingPath.split(";"));
        for(String bootPath:bootLoadingPathList) {
            System.out.println("启动类加载器加载的目录:{}"+bootPath);
        }
    }
}



"C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\bin\java.exe" "-javaagent:C:\Program Files\JetBrains\IntelliJ IDEA 2019.2\lib\idea_rt.jar=60329:C:\Program Files\JetBrains\IntelliJ IDEA 2019.2\bin" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath "C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\charsets.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\deploy.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\cldrdata.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\dnsns.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\jaccess.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\jfxrt.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\localedata.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\nashorn.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\sunec.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\zipfs.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\javaws.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jce.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jfr.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jfxswt.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jsse.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\management-agent.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\plugin.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\resources.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\rt.jar;I:\jvm\out\production\jvm-classloader" com.test.MainClass01
启动类加载器加载的目录:{}C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\resources.jar
启动类加载器加载的目录:{}C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\rt.jar
启动类加载器加载的目录:{}C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\sunrsasign.jar
启动类加载器加载的目录:{}C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jsse.jar
启动类加载器加载的目录:{}C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jce.jar
启动类加载器加载的目录:{}C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\charsets.jar
启动类加载器加载的目录:{}C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jfr.jar
启动类加载器加载的目录:{}C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\classes

Process finished with exit code 0

通过以上运行代码可知，启动类加载器加载如下的这些jar包。包含了大家常说的rt.jar。那么现在有个问题，从运行结果上我们看启动类加载加载了C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\classes这个目录下的类。那么我们自己写一个类，编译成Class文件以后丢到这个目录下它会被加载嘛？我们不妨来试一下。我们在com.test包下面创建一个Cat类。然后找到编译好的Cat.class文件，扔到C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\classes目录下。

如图可知，我们jre目录并没有classes目录，所以我们手动创建一个，并且把Cat.class文件扔进去。然后在测试类中获取一下Cat.classLoader是什么，由此就可以知道Cat是不是被启动类加载器加载了。

由上面的运行结果可知，我们的Cat类确实被启动类加载器给加载了。为什么是null？当一个类被启动类加载器加载以后，那么他的getClassLoader返回的结果就是null，这也是启动类加载器和其他类加载器不一样的地方。

补充说明：Bootstrap Classloader加载器是由C++去加载的，然后Bootstrap Classloader加载rt等jar包，Bootstrap Classloader加载器也加载了系统类加载器和扩展类类加载器他们都位于sun.boot.class.path这个路径。

二：扩展类加载器（Extention ClassLoader）重点剖析

加载的职责：加载java平台扩展的jar包，\lib\ext，可以通过-Djava.ext.dirs指定加载的路径

该加载器是有java代码编写的，并且是ClassLoader的子类,位于sun.misc.Launcher$ExtClassLoader 是我们launch类的一个内部类

同样的我们在MainClass01中测试一下

package com.test;

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

/**
 * jvm 类加载器 第一章
 * @author 奇客时间-时光
 * 打印启动类加载器加载的目录
 * 打印扩展类加载器加载的目录
 */
public class MainClass01 {

    public static void main(String[] args) {

        String extLoadingPath = System.getProperty("java.ext.dirs");
        List<String> list = Arrays.asList(extLoadingPath.split(";"));
        for(String extpath:list) {
            System.out.println("扩展类加载器加载的目录:{}"+extpath);
        }
    }
}


"C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\bin\java.exe" "-javaagent:C:\Program Files\JetBrains\IntelliJ IDEA 2019.2\lib\idea_rt.jar=59761:C:\Program Files\JetBrains\IntelliJ IDEA 2019.2\bin" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath "C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\charsets.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\deploy.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\cldrdata.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\dnsns.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\jaccess.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\jfxrt.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\localedata.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\nashorn.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\sunec.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\zipfs.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\javaws.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jce.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jfr.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jfxswt.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jsse.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\management-agent.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\plugin.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\resources.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\rt.jar;I:\jvm\out\production\jvm-classloader" com.test.MainClass01
扩展类加载器加载的目录:{}C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext
扩展类加载器加载的目录:{}C:\WINDOWS\Sun\Java\lib\ext

Process finished with exit code 0

三：应用类加载器（APP ClassLoader）重点剖析

加载的职责:负责加载我们工程目录下classpath下的文件下.class以及jar包

该加载器也是由Java代码编写的也是我们ClassLoader的一个子类,sun.misc.Launcher$AppClassLoader 是我们的launcher的内部类

String appLoadingPath = System.getProperty(“java.class.path”);

同样的，我们在MainClass01中运行如下代码：

package com.test;

import java.util.Arrays;
import java.util.List;

/**
 * jvm 类加载器 第一章
 * @author 奇客时间-时光
 * 打印启动类加载器加载的目录
 * 打印扩展类加载器加载的目录
 * 打印应用类加载器加载的目录
 */
public class MainClass01 {

    public static void main(String[] args) {

        String appLoadingPath = System.getProperty("java.class.path");
        List<String> appLoadingPathList = Arrays.asList(appLoadingPath.split(";"));
        for(String appPath:appLoadingPathList) {
            System.out.println("应用类加载器加载的目录:{}"+appPath);
        }

    }
}


"C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\bin\java.exe" "-javaagent:C:\Program Files\JetBrains\IntelliJ IDEA 2019.2\lib\idea_rt.jar=52479:C:\Program Files\JetBrains\IntelliJ IDEA 2019.2\bin" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath "C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\charsets.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\deploy.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\cldrdata.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\dnsns.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\jaccess.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\jfxrt.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\localedata.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\nashorn.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\sunec.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\zipfs.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\javaws.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jce.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jfr.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jfxswt.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jsse.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\management-agent.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\plugin.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\resources.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\rt.jar;I:\jvm\out\production\jvm-classloader" com.test.MainClass01
应用类加载器加载的目录:{}C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\charsets.jar
应用类加载器加载的目录:{}C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\deploy.jar
应用类加载器加载的目录:{}C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar
应用类加载器加载的目录:{}C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\cldrdata.jar
应用类加载器加载的目录:{}C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\dnsns.jar
应用类加载器加载的目录:{}C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\jaccess.jar
应用类加载器加载的目录:{}C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\jfxrt.jar
应用类加载器加载的目录:{}C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\localedata.jar
应用类加载器加载的目录:{}C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\nashorn.jar
应用类加载器加载的目录:{}C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\sunec.jar
应用类加载器加载的目录:{}C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar
应用类加载器加载的目录:{}C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\sunmscapi.jar
应用类加载器加载的目录:{}C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar
应用类加载器加载的目录:{}C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\ext\zipfs.jar
应用类加载器加载的目录:{}C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\javaws.jar
应用类加载器加载的目录:{}C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jce.jar
应用类加载器加载的目录:{}C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jfr.jar
应用类加载器加载的目录:{}C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jfxswt.jar
应用类加载器加载的目录:{}C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\jsse.jar
应用类加载器加载的目录:{}C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\management-agent.jar
应用类加载器加载的目录:{}C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\plugin.jar
应用类加载器加载的目录:{}C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\resources.jar
应用类加载器加载的目录:{}C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_144\jre\lib\rt.jar
应用类加载器加载的目录:{}I:\jvm\out\production\jvm-classloader
应用类加载器加载的目录:{}C:\Program Files\JetBrains\IntelliJ IDEA 2019.2\lib\idea_rt.jar

Process finished with exit code 0

四：我们自定义的类加载器

由此可知，三种类加载所加载对应的目录已经介绍完毕，后面还会对这三种类加载器进行深入的解析。下面我们再看看自定义类加载器。为什么需要自定义类加载器呢？因为有些场景下jdk给我们提供的三种类加载器没有办法实现我们的个性化需求。关于为什么，这个我后面会详细阐述。我们首先看看自定义类加载器以及源码。

如何写自定义类加载器呢？首先我们看看jdk 提供的java原版 doc文档是如何描述的，这里要说一下，无论各位小伙伴以后学什么技术，第一手资料很重要。因为是最权威的，也没有经过任何加工的，也是最准确的。所以我们直接看源码中的doc文档即可。

那么我们要写自己的类加载器，对于小白来说肯定是不清楚如何下手的。这个时候，我们就要想，自定义类加载肯定是和类加载器有关系，不放我们看看java有没有提供关于类加载器相关的类。于是我们可以通过IDEA的编辑器进行搜索一下，类加载器顾名思义 ClassLoader先搜索一下。结果还真有。说明这是一个跟类加载器有关的类，我们直接阅读他的java doc。

我把之前编辑好的中文注释贴在下面。大家可以阅读，不过这里还是建议学习jdk源码的小伙伴还是自己阅读比较好，这样记得也比较深刻。

4.1：ClassLoader抽象类文档解读

/**
* A class loader is an object that is responsible for loading classes(类加载器是一个对象,作用就是用来加载器类的). The
* class ClassLoader is an abstract class(本类是一个抽象的类). Given the binary name of a class
(给定一个类的二进制名字,比如java.lang.String就是String类的二进制名字)
, a class loader should attempt to
* locate or generate data that constitutes a definition for the class(那么类加载器尝试去定位(已经存在我们的磁盘文件中)
或者生成(为啥有生成,存在动态代理)构成class的定义数据).
A typical strategy is to transform the name into a file name and then read a
* "class file" of that name from a file system.(通常的策略就是把我们的类的二进制名称转换为我们的文件名称 
比如java.lang.String 转换为java/lang/String)
那么就会根据这个文件名称去文件系统找到该class文件。
*
* <p> Every {@link Class <tt>Class</tt>} object contains a {@link
* Class#getClassLoader() reference} to the <tt>ClassLoader</tt> that defined
* it. (每一个通过类加载器加载的class文件后会返回一个Class对象,该Class对象会包含一个加载他的ClassLoader的对象引用)
*
* <p> <tt>Class</tt> objects for array classes are not created by class
* loaders, but are created automatically as required by the Java runtime.
我们的数组对象的Class对象不是由我们的类加载器创建的，而是由我们的jvm根据需要在运行时间创建出来的.
* The class loader for an array class, as returned by {@link
* Class#getClassLoader()} is the same as the class loader for its element
* type;(我们获取到了数组类型的CLass对象，通过该Class对象调用getClassLoader()返回的是跟我们数组元素中的类加载器是一样的)
if the element type is a primitive type, then the array class has no
* class loader.(如果我们原生的数组 那么该数组的Class没有类加载器)
* <p> Applications implement subclasses of <tt>ClassLoader</tt> in order to
* extend the manner in which the Java virtual machine dynamically loads
* classes.(我们通过实现ClassLoader,可以动态来扩展我们类加载的方式)
* <p> Class loaders may typically be used by security managers to indicate
* security domains.
* <p> The <tt>ClassLoader</tt> class uses a delegation model to search for
* classes and resources.(ClassLoader使用双亲委派模型来寻找类和资源) Each instance of <tt>ClassLoader</tt> has an
* associated parent class loader(classloader的每一个实例都会有一个parent的classLoader). When requested to find a class or
* resource, a <tt>ClassLoader</tt> instance will delegate the search for the
* class or resource to its parent class loader before attempting to find the
* class or resource itself(当我们发起类加载的请求,那么类加载器自己去寻找资源之前委托给父类). The virtual machine's built-in class loader,
* called the "bootstrap class loader", (虚拟机内嵌的classLoader是叫做启动类加载器)does not itself have a parent but may
* serve as the parent of a <tt>ClassLoader</tt> instance.(启动类加载器是没有双亲的，但是他可以作为其他类加载器的双亲)
* <p> Class loaders that support concurrent loading of classes are known as
* <em>parallel capable</em> class loaders(若一个类加载器支持并行加载的话，那么这个类加载器就叫做并行类加载器) and are required to register
* themselves at their class initialization time by invoking the
* {@link
* #registerAsParallelCapable <tt>ClassLoader.registerAsParallelCapable</tt>}
* method.(若一个类加载器想要成为一个并行类加载器的话，那么在该类加载器初始化的时候要求去调用ClassLoader.registerAsParallelCapable方法)
Note that the <tt>ClassLoader</tt> class is registered as parallel
* capable by default(默认情况下当前的这个类ClassLoader这个抽象类模式是并行加载器器). However, its subclasses still need to register themselves
* if they are parallel capable.(然而我们的子加载器需要成为并行的内加载器，需要注册自己为并行的类加载器) <br>
* In environments in which the delegation model is not strictly
* hierarchical(若我们的类加载器不是属于双亲委派的模型情况下), class loaders need to be parallel capable(类加载器需要注册为并行的加载器), otherwise class
* loading can lead to deadlocks because the loader lock is held for the
* duration of the class loading process (see {@link #loadClass
* <tt>loadClass</tt>} methods).(不然在内加载的阶段会导致死锁)
* <p> Normally, the Java virtual machine loads classes from the local file
* system in a platform-dependent manner(通常情况下 jvm从本地磁盘下去加载类). For example, on UNIX systems, the
* virtual machine loads classes from the directory defined by the
* <tt>CLASSPATH</tt> environment variable.(在unix系统中，虚拟机从classpath下加载类)
* <p> However, some classes may not originate from a file(然而，有些class文件不是存在我们的磁盘文件中); they may originate
* from other sources, such as the network(比如从网络上), or they could be constructed by an
* application(动态代理生产的). The method {@link #defineClass(String, byte[], int, int)
* <tt>defineClass</tt>} converts an array of bytes into an instance of class
* <tt>Class</tt>. (我们的defineClass方法会把字节数组转为我们一个class的实例)Instances of this newly defined class can be created using
* {@link Class#newInstance <tt>Class.newInstance</tt>}.这个实例可以通过我们的newInstance来调用
全盘委托模型:由我们classloader加载出来的class那么该类中的方法或构造函数可能引用其他类，jvm会调用同一个类加载器去加载被应用的类
* <p> The methods and constructors of objects created by a class loader may
* reference other classes(). To determine the class(es) referred to, the Java
* virtual machine invokes the {@link #loadClass <tt>loadClass</tt>} method of
* the class loader that originally created the class.
* <p> For example, an application could create a network class loader to
* download class files from a server. Sample code might look like:
* <blockquote><pre>
* ClassLoader loader&nbsp;= new NetworkClassLoader(host,&nbsp;port);
* Object main&nbsp;= loader.loadClass("Main", true).newInstance();
* &nbsp;.&nbsp;.&nbsp;.
* </pre></blockquote>
我们自定义的class laoder 需要重写我们的ClassLoader类的findClass 和我们的loadClassData方法
* <p> The network class loader subclass must define the methods {@link
* #findClass <tt>findClass</tt>} and <tt>loadClassData</tt> to load a class
* from the network. Once it has downloaded the bytes that make up the class,
* it should use the method {@link #defineClass <tt>defineClass</tt>} to
* create a class instance. A sample implementation is:
* <blockquote><pre>
* class NetworkClassLoader extends ClassLoader {
* String host;
* int port;
* public Class findClass(String name) {
* byte[] b = loadClassData(name);
* return defineClass(name, b, 0, b.length);
* }
* private byte[] loadClassData(String name) {
* // load the class data from the connection
* &nbsp;.&nbsp;.&nbsp;.
* }
* }
* </pre></blockquote>
* <h3> <a name="name">Binary names</a> </h3>
* <p> Any class name provided as a {@link String} parameter to methods in
* <tt>ClassLoader</tt> must be a binary name as defined by
* <cite>The Java&trade; Language Specification</cite>.
* <p> Examples of valid class names include:
* <blockquote><pre>
* "java.lang.String" 表示我们的String类的二进制名称
* "javax.swing.JSpinner$DefaultEditor" 表示JSpinner的内部类DefaultEditor的二进制名称
* "java.security.KeyStore$Builder$FileBuilder$1" 表示java.security.KeyStore类的内部类Builder类的内部类的FileBuilder的第一个内部类
* "java.net.URLClassLoader$3$1" 表示java.net.URLClassLoader类中第三个内部类中的第一个内部类
* </pre></blockquote>
* @see #resolveClass(Class)
* @since 1.0
*/
public abstract class ClassLoader {}

通过上面文档的描述我们可以实现ClassLoader这个类就可以动态来扩展我们类加载的方式。从上面的文档中也可以看出，加载一个class文件需要用到loadClass方法，并且还要重写ClassLoader类的findClass 和我们的loadClassData方法

接下来对上述的几个重要的方法的java doc进行翻译

4.2：我们的ClassLoader类加载器重要方法详解

loadClass方法详解

/**
* Loads the class with the specified <a href="#name">binary name</a>. (根据二进制名称进行加载) The
* default implementation of this method searches for classes in the(下面是调用方法的顺序)
* following order:
* <ol>
* <li><p> Invoke {@link #findLoadedClass(String)} to check if the class
* has already been loaded. </p></li> 调用findloaderClass检查类是否被加载过
* <li><p> Invoke the {@link #loadClass(String) <tt>loadClass</tt>} method
* on the parent class loader(首先会调用父类的loaderClass来加载). If the parent is <tt>null</tt> the class
* loader built-in to the virtual machine is used(若发现父类是null,那就说明已经到了顶层的启动类加载器),
instead. </p></li>
* <li><p> Invoke the {@link #findClass(String)} method to find the
* class. </p></li> 接下来就调用我们的findClass方法来查找class
* </ol>
* <p> If the class was found using the above steps(若通过上述步骤找到了class文件), and the
* <tt>resolve</tt> flag is true(那么就设置resolve为true), this method will then invoke the {@link
* #resolveClass(Class)} method on the resulting <tt>Class</tt> object.(解析来那么就通过调用resolverClass
返回对象)
* <p> Subclasses of <tt>ClassLoader</tt> are encouraged to override {@link
* #findClass(String)}, rather than this method. </p>
强烈的要求我们子类实现ClassLoader 那么我们必须要从写findClass方法
* <p> Unless overridden, this method synchronizes on the result of
* {@link #getClassLoadingLock <tt>getClassLoadingLock</tt>} method
* during the entire class loading process.
* @param name
* The <a href="#name">binary name</a> of the class
* @param resolve
* If <tt>true</tt> then resolve the class
* @return The resulting <tt>Class</tt> object
* @throws ClassNotFoundException
* If the class could not be found
*/
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException
{
synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
//检查根据二进制名称是否被加载过
Class<?> c = findLoadedClass(name);
//没有加载过
if (c == null) {
long t0 = System.nanoTime();
try {
// 判断有没有父类,有父类 调用父类的loadClass
if (parent != null) {
c = parent.loadClass(name, false);
} else {
//没有父类，表面当前的类加载器已经到了启动类加载器了,那么通过启动类加载器去找
c = findBootstrapClassOrNull(name);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
// ClassNotFoundException thrown if class not found
// from the non-null parent class loader
}
//还没找到
if (c == null) {
// If still not found, then invoke findClass in order
// to find the class.
long t1 = System.nanoTime();
//调用findClass去找
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) {
//解析我们的class进行连接 等操作
resolveClass(c);
}
return c;
}
}

上面这段java doc文档中有几个重要的点需要注意一下

1：根据二进制名称进行加载

2：调用findloaderClass检查类是否被加载过

3：首先会调用父类的loaderClass来加载

4：若发现父类是null,那就说明已经到了顶层的启动类加载器

5：接下来就调用我们的findClass方法来查找class

这几部是类加载器加载类的加载过程，比较重要的过程。希望各位小伙伴儿一定要结合源码牢记。

上述又提到了另一个方法

findClass()方法

/**
* Finds the class with the specified <a href="#name">binary name</a>.通过给定的二进制名称查找出class文件
* This method should be overridden by class loader implementations(这个方法应该被遵循双亲委托模型的子类重写) that
* follow the delegation model for loading classes(), and will be invoked by
* the {@link #loadClass <tt>loadClass</tt>} method after checking the
* parent class loader for the requested class(这个方法会被loadClass方法调用，在父类加载器检查了是否加载过后). The default implementation
* throws a <tt>ClassNotFoundException</tt>.
*
* @param name
* The <a href="#name">binary name</a> of the class
*
* @return The resulting <tt>Class</tt> object
*
* @throws ClassNotFoundException
* If the class could not be found
*
* @since 1.2
*/
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
throw new ClassNotFoundException(name);
}

defineClass()方法

/**
这个方法的作用就是用来把字节数组转为一个Class对象,这个对象
* Converts an array of bytes into an instance of class <tt>Class</tt>.
* Before the <tt>Class</tt> can be used it must be resolved(这个Class对象能被使用必须是经过解析的因为在解析阶段会进行验证). This method
* is deprecated in favor of the version that takes a <a
* href="#name">binary name</a> as its first argument, and is more secure. 就是不推荐用这个方法，而是
推荐用它重写的方法，因为重写方法安全些(因为重写方法中一个参数是我们的是传入二进制模型,他是通过安全域进行保护的)
*
* @param b
* The bytes that make up the class data. The bytes in positions
* <tt>off</tt> through <tt>off+len-1</tt> should have the format
* of a valid class file as defined by
* <cite>The Java&trade; Virtual Machine Specification</cite>.
*
* @param off
* The start offset in <tt>b</tt> of the class data
*
* @param len
* The length of the class data
*
* @return The <tt>Class</tt> object that was created from the specified
* class data
*
* @throws ClassFormatError
* If the data did not contain a valid class
*
* @throws IndexOutOfBoundsException
* If either <tt>off</tt> or <tt>len</tt> is negative, or if
* <tt>off+len</tt> is greater than <tt>b.length</tt>.
*
* @throws SecurityException
* If an attempt is made to add this class to a package that
* contains classes that were signed by a different set of
* certificates than this class, or if an attempt is made
* to define a class in a package with a fully-qualified name
* that starts with "{@code java.}".
*
* @see #loadClass(String, boolean)
* @see #resolveClass(Class)
*
* @deprecated Replaced by {@link #defineClass(String, byte[], int, int)
* defineClass(String, byte[], int, int)}
*/
@Deprecated
protected final Class<?> defineClass(byte[] b, int off, int len)
throws ClassFormatError
{
return defineClass(null, b, off, len, null);
}

以上两个方法在注释中均已经解释。

看完以上的java doc文档，那么我们就可以来写一个自定义的类加载器了。

创建自定义类加载的步骤如下：

1：创建一个类名为Test01ClassLoader，这个是我们自己的类加载器

2：继承ClassLoader类，并且重写findClass方法。

3：创建方法loadClassData构建一个byte[]数组。

4：在findClass中调用父类的defineClass方法，传入相关信息（参数name是名称，传入构建好的byte数组，起始下标从0开始，最后是数组长度）

5：构造函数不能少。如果带参数，意为你指定双亲加载器是谁（类加载器双亲委托模型后面文章中介绍，先记住自定义类加载器的写法和步骤即可）

6：最后就是在main函数中用我们自定义的类加载器去加载我们指定的类来测试。。。

package com.test;

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.InputStream;

/**
 * jvm 类加载器 第一章
 * @author 奇客时间-时光
 * 自定义类加载器
 * 1，继承ClassLoader
 * 2，通过构造器指定当前类加载器的父加载器
 * 3，重写findClass方法
 * 4，构造一个byte[]字数
 * 5，调用this.defineClass方法创建classLoader的实例
 */
public class Test01ClassLoader extends ClassLoader {

    private String classLoaderName;

    //声明文件后缀
    private final String x = ".class";

    //声明文件路径
    private String path;

    public void setPath(String path) {
        this.path = path;
    }

    /**
     * 使用默认的类加载器作为当前类加载器的双亲{APPClassLoader作为双亲}
     * @param classLoaderName
     */
    public Test01ClassLoader(String classLoaderName){
        super();//指定系统类加载器为我们的父加载器
        this.classLoaderName = classLoaderName;
    }

    /**
     * 使用我们自己指定的类加载器作为当前类加载器的双亲
     * @param parentClassLoaderNane
     * @param classLoaderName
     */
    public Test01ClassLoader(ClassLoader parentClassLoaderNane,String classLoaderName){
        super(parentClassLoaderNane);
        this.classLoaderName = classLoaderName;
    }

    /**
     * 重写findClass方法，这一步非常重要必不可少
     * @param name
     * @return
     * @throws ClassNotFoundException
     */
    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        System.out.println("自己的类加载器被加载了");
        byte[] bytes = this.loadClassData(name);
        return this.defineClass(name,bytes,0,bytes.length);
    }

    /**
     * 返回一个字节数字通过给定的类名
     * @param name
     * @return
     */
    private byte[] loadClassData(String name ){

        InputStream inputStream = null;
        byte[] bytes = null;
        ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = null;
        try {
            name = name.replace(".","\\");
            inputStream= new FileInputStream(this.path+new File(name+this.x));
            byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();

            int ch = 0;
            while(-1 !=(ch= inputStream.read())){
                byteArrayOutputStream.write(ch);
            }
            bytes=byteArrayOutputStream.toByteArray();
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            try {
                inputStream.close();
                byteArrayOutputStream.close();
            }catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return bytes;
    }


    public static void main(String[] args) throws Exception {
        //创建自定义类加载器的一个实例，并且通过构造器指定名称
        Test01ClassLoader myClassLoader = new Test01ClassLoader("loader1");
        //设置加载路径
        myClassLoader.setPath("I:\\jvm\\out\\production\\jvm-classloader\\");
        //调用loadClass方法来加载我们的class文件
        Class<?> classz = myClassLoader.loadClass("com.test.Dog");
        //通过构造器创建实例
        Object object = classz.getDeclaredConstructor().newInstance();
        //查看我们创建的实例是由哪个类加载器加载的
        System.out.println(object.getClass().getClassLoader());

        /*myClassLoader.setPath("D:\\classes\\");
        Class classz1 = myClassLoader.loadClass("com.jdyun.jvm05.Test");
        Object object1 = classz1.getDeclaredConstructor().newInstance();
        System.out.println(classz1.getClassLoader());
        */
        /*System.out.println(System.getProperty("sun.boot.class.path"));
        System.out.println(System.getProperty("java.ext.dirs"));
        System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));
        System.out.println(Test12.getSystemClassLoader());*/

        /*MyTest02[] list = new MyTest02[1];
        System.out.println(list.getClass().getClassLoader());*/

    }

}

上述代码运行结果显示还是通过AppClassLoader来加载的Dog类。那么这是为什么呢？因为我们在构造函数中指定的将系统类加载器也就是我们的AppClassLoader作为我们的双亲，那么根据双亲委托模型，父加载器能加载的类，就由父加载器来加载，所以我们自定义的类加载没有加载到Dog类。（双亲委托模型后面文章会详细介绍。先记住这个结论就好。）

接下来我们对代码进行一点儿改造，来测试我们自定义的类加载是否生效了。

我在G:\jdyun-jvm\out\production\jdyun-jvm\\com\\jdyun\\jvm05\\目录下创建一个class文件Test.class，运行结果如下图所示

我把加载的路径改变，这样我们我们的AppClassloader他只会加载classPath路径下的文件，而我们在外部指定的文件，就自然而然的被我们的自定义类加载器给加载了。

接下来我们对代码进行一下小小的改动，我们创建两个自定义类加载器的实例，然后看看加载出来的Class对象是不是一样的。

public static void main(String[] args) throws Exception {
        //创建自定义类加载器的一个实例，并且通过构造器指定名称
        Test01ClassLoader myClassLoader = new Test01ClassLoader("loader1");
        //设置加载路径
        myClassLoader.setPath("G:\\jdyun-jvm\\out\\production\\jdyun-jvm\\");
        //调用loadClass方法来加载我们的class文件
        Class<?> classz = myClassLoader.loadClass("com.jdyun.jvm05.Test");
        //通过构造器创建实例
        Object object = classz.getDeclaredConstructor().newInstance();
        //查看我们创建的实例是由哪个类加载器加载的
        System.out.println(classz.getClassLoader());
        System.out.println(classz.hashCode());

        //创建自定义类加载器的一个实例，并且通过构造器指定名称
        Test01ClassLoader myClassLoader2 = new Test01ClassLoader("loader1");
        //设置加载路径
        myClassLoader2.setPath("G:\\jdyun-jvm\\out\\production\\jdyun-jvm\\");
        //调用loadClass方法来加载我们的class文件
        Class<?> classz2 = myClassLoader2.loadClass("com.jdyun.jvm05.Test");
        //通过构造器创建实例
        Object object2 = classz2.getDeclaredConstructor().newInstance();
        //查看我们创建的实例是由哪个类加载器加载的
        System.out.println(classz2.getClassLoader());
        System.out.println(classz2.hashCode());

    }


打印结果：
自己的类加载器被加载了
com.test.Test01ClassLoader@1540e19d
21685669
自己的类加载器被加载了
com.test.Test01ClassLoader@7f31245a
325040804

通过上面代码可知，同一个类加载器加载的同一个Class文件加载出来的Class对象不是同一个。并且两个class对象之间也是不能相互转换的。

好了各位小伙伴儿，第一篇文章咱们就先介绍到这里，大家现在了解一下4种类加载器即可，此专题的文章后面还会陆续连载，期待各位小伙伴的阅读。

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