Java类加载器ClassLoader源码层面分析讲解-Java开发

ClassLoader翻译过来就是类加载器，普通的java开发者其实用到的不多，但对于某些框架开发者来说却非常常见。理解ClassLoader的加载机制，也有利于我们编写出更高效的代码。ClassLoader的具体作用就是将class文件加载到jvm虚拟机中去，程序就可以正确

Launcher 源码

sun.misc.Launcher类是java 虚拟机的入口，在启动 java应用的时候会首先创建Launcher。在初始化Launcher对象的时候会创建一个ExtClassLoader拓展程序加载器和 AppClassLoader应用程序类加载器(这俩鬼东西好像只是加载类的路径不一样而已)，然后由这俩类加载器去加载应用程序中需要的各种类。

public class Launcher {
	// 成员 ClassLoader 类加载器，用来存储 应用程序类加载器，
	// 此加载器与线程绑定，用作线程的上下文类加载器。
	private ClassLoader loader;  
	// 两个静态内部类
	static class AppClassLoader extends URLClassLoader {...}
	static class ExtClassLoader extends URLClassLoader {...}
	    // 构造器
	    public Launcher() {
        Launcher.ExtClassLoader var1;
        try {
            var1 = Launcher.ExtClassLoader.getExtClassLoader();
        } catch (IOException var10) {
            throw new InternalError("Could not create extension class loader", var10);
        }
        try {
            this.loader = Launcher.AppClassLoader.getAppClassLoader(var1);
        } catch (IOException var9) {
            throw new InternalError("Could not create application class loader", var9);
        }
        Thread.currentThread().setContextClassLoader(this.loader);
        String var2 = System.getProperty("java.security.manager");
        if (var2 != null) {
            SecurityManager var3 = null;
            if (!"".equals(var2) && !"default".equals(var2)) {
                try {
                    var3 = (SecurityManager)this.loader.loadClass(var2).newInstance();
                } catch (IllegalAccessException var5) {
                } catch (InstantiationException var6) {
                } catch (ClassNotFoundException var7) {
                } catch (ClassCastException var8) {
                }
            } else {
                var3 = new SecurityManager();
            }
            if (var3 == null) {
                throw new InternalError("Could not create SecurityManager: " + var2);
            }
            System.setSecurityManager(var3);
        }
    }
}

AppClassLoader 源码

AppletClassLoader 就是我们

AppletClassLoader 继承 URLClassLoader 继承 SecureClassLoader 继承 ClassLoader

 static class AppClassLoader extends URLClassLoader { 
        public Class<?> loadClass(String var1, boolean var2) throws ClassNotFoundException {
            // ...
            // 调用了一个 native 本地方法 knownToNotExist()，去查找该类的加载记录
            if (this.ucp.knownToNotExist(var1)) {        // 如果有该类加载记录
                Class var5 = this.findLoadedClass(var1); // 直接去已经加载的类中找
                if (var5 != null) {
                    if (var2) {
                        this.resolveClass(var5);
                    }
                    return var5;
                } else {                                 // 如果没找到报异常
                    throw new ClassNotFoundException(var1);
                }
            } else {                                     // 如果没有该类的加载记录
                return super.loadClass(var1, var2);      // 调用父类 ClassLoader 的 loadClass()
            }
        }
}

ExtClassLoader 源码

ExtClassLoader 并没有对 loadClass() 方法进行重写，也就是说它直接调用其父类 ClassLoader 的 loadClass() 方法。

static class ExtClassLoader extends URLClassLoader {
	//...
}

ClassLoader 源码

 /** 允许直接调用的是这个根据 类名加载类 的方法， */
 public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        return loadClass(name, false); // 内部调用的是类加载方法默认不对类进行解析
    }

 	protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)  throws ClassNotFoundException {
        synchronized (getClassLoadingLock(name)) { // 加载一个类的时候，锁住对应的类加载器对象
            // First, check if the class has already been loaded
            Class<?> c = findLoadedClass(name);    // 查询已加载的类中是否有该类存在 
            if (c == null) {
                long t0 = System.nanoTime();       // 记录开始时间
                try {
                    if (parent != null) {          // 非顶层类加载器
                        c = parent.loadClass(name, false);  // 调用父类加载器进行加载
                    } else {
                        c = findBootstrapClassOrNull(name); // 调用启动类加载器加载
                    }
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                    // ClassNotFoundException thrown if class not found
                    // from the non-null parent class loader
                }
                if (c == null) { // 如果在 父类加载器 或 启动类加载器 没有找到需要加载的类
                    // If still not found, then invoke findClass in order
                    // to find the class.
                    long t1 = System.nanoTime();  // 记录结束时间
                    c = findClass(name);          // 再由当前加载器加载
                    // this is the defining class loader; record the stats
                    // 性能计数器
                    sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
                }
            }
            if (resolve) {
                resolveClass(c); // 对类进行解析
            }
            return c;
        }
    }

这个寻找类的方法一般需要实现类重写，否则默认直接抛出 ClassNotFoundException

    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        throw new ClassNotFoundException(name);
    }

ClassLoader 维护的线程安全的映射集合，用来存储 类加载器对象和它的锁

    // Maps class name to the corresponding lock object when the current
    // class loader is parallel capable.
    // Note: VM also uses this field to decide if the current class loader
    // is parallel capable and the appropriate lock object for class loading.
    private final ConcurrentHashMap<String, Object> parallelLockMap;

根据类名获取对应的锁（其实就是对应的类加载对象本身）

    protected Object getClassLoadingLock(String className) {
        Object lock = this; // 这个锁就是类加载器对象本身！
        if (parallelLockMap != null) {
            Object newLock = new Object(); 
            lock = parallelLockMap.putIfAbsent(className, newLock); // 放入集合里存储
            if (lock == null) { // 如果没有对应的类加载器对象
                lock = newLock; // 创建一个新的类加载器
            }
        }
        return lock; // 返回类加载器对象
    }

findBootstrapClass()是底层系统的本地方法

	 /**
     * Returns a class loaded by the bootstrap class loader;
     * or return null if not found.
     */
    private Class<?> findBootstrapClassOrNull(String name)
    {
        if (!checkName(name)) return null;
        return findBootstrapClass(name);
    }
    // 返回 BootstrapClassLoader 启动类加载器加载的类。
    private native Class<?> findBootstrapClass(String name);

总结

首先双亲委派个人认为应该是个翻译错误。这个翻译非常容易误导人啊！我一拳就过去！

双亲在汉语里是指父母的意思，双亲委派直接理解就是一个类加载器对象去加载类的时候是委派它的父类和母类去加载的（他的父类母类都是加载器，不然怎么生出个它这么懒的加载器）。而且这里的委派改成委托更为合理。

但是根据源码里的逻辑，并不是这样的（坑爹啊）：

一个类加载器要加载类（无论是 AppClassLoader 还是 ExtClassLoader，还是自定义的类加载器），因为他们统统都是 ClassLoader 的子类对象（继承者），最终都是委托最顶层的那个 ClassLoader (老太公) 去加载那个需要的类。
此时压力来到了 ClassLoader (老太公)这里，它要干活啊，去加载类然后拿给它的不肖子孙们啊。但是它也懒，于是它就去委托它的盆友，别人家的老太公帮他加载。这个别人家的老太公就是 BootStrapClassLoader （启动类加载器）。