Java 類加載器是Java 運(yùn)行時(shí)環(huán)境的一部分，它可以將 Java 類動(dòng)態(tài)加載到Java 虛擬機(jī)中。由于類加載器，Java 運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)不需要了解文件和文件系統(tǒng)。

Java 類不會(huì)一次全部加載到內(nèi)存中，而是在應(yīng)用程序需要時(shí)加載。此時(shí)，JRE調(diào)用Java ClassLoader，這些 ClassLoader 將類動(dòng)態(tài)加載到內(nèi)存中。

Java 中的類加載器類型

并非所有類都由單個(gè) ClassLoader 加載。根據(jù)類的類型和類的路徑，決定加載該特定類的 ClassLoader。要了解加載類的 ClassLoader，請(qǐng)使用getClassLoader()方法。所有類都根據(jù)它們的名稱加載，如果找不到這些類中的任何一個(gè)，則返回NoClassDefFoundError或ClassNotFoundException。

Java 類加載器分為三種類型：

BootStrap ClassLoader：Bootstrap ClassLoader是一個(gè)機(jī)器代碼，它在 JVM 調(diào)用它時(shí)啟動(dòng)操作。它不是一個(gè)java類。它的工作是加載第一個(gè)純Java ClassLoader。Bootstrap ClassLoader 從rt.jar位置加載類。Bootstrap ClassLoader 沒有任何父 ClassLoader。它也被稱為Primodial ClassLoader。

Extension ClassLoader： Extension ClassLoader 是 Bootstrap ClassLoader 的子類，從各自的 JDK Extension 庫中加載核心 java 類的擴(kuò)展。它從jre/lib/ext目錄或系統(tǒng)屬性java.ext.dirs指向的任何其他目錄加載文件。

系統(tǒng)類加載器：應(yīng)用程序類加載器也稱為系統(tǒng)類加載器。它加載在環(huán)境變量CLASSPATH、-classpath 或 -cp 命令行選項(xiàng)中找到的應(yīng)用程序類型類。Application ClassLoader 是 Extension ClassLoader 的子類。

注意：ClassLoader 委托層次模型總是按照 Application ClassLoader->Extension ClassLoader->Bootstrap ClassLoader 的順序運(yùn)行。Bootstrap ClassLoader 總是被賦予更高的優(yōu)先級(jí)，其次是 Extension ClassLoader，然后是 Application ClassLoader。

Java ClassLoader 的功能原理

功能原則是Java 類加載器工作的一組規(guī)則或特性。功能的三個(gè)原則，它們是：

委托模型：Java 虛擬機(jī)和 Java 類加載器使用一種稱為委托層次算法的算法將類加載到 Java 文件中。

ClassLoader 基于委托模型給出的一組操作工作。他們是：

ClassLoader 始終遵循委托層次原則。

每當(dāng) JVM 遇到一個(gè)類時(shí)，它都會(huì)檢查該類是否已經(jīng)加載。

如果該類已經(jīng)加載到方法區(qū)域中，則 JVM 繼續(xù)執(zhí)行。

如果該類不在方法區(qū)域中，則 JVM 要求 Java ClassLoader Sub-System 加載該特定類，然后 ClassLoader 子系統(tǒng)將控制權(quán)移交給Application ClassLoader。

然后，Application ClassLoader 將請(qǐng)求委托給 Extension ClassLoader，而Extension ClassLoader又將請(qǐng)求委托給Bootstrap ClassLoader。

Bootstrap ClassLoader 將在 Bootstrap 類路徑(JDK/JRE/LIB)中搜索。如果類可用，則加載它，否則將請(qǐng)求委托給 Extension ClassLoader。

Extension ClassLoader 在 Extension Classpath(JDK/JRE/LIB/EXT) 中搜索類。如果類可用，則加載它，否則將請(qǐng)求委托給 Application ClassLoader。

Application ClassLoader 在 Application Classpath 中搜索類。如果該類可用，則加載它，如果不可用，則生成ClassNotFoundException異常。

可見性原則：可見性原則指出，由父類加載器加載的類對(duì)子類加載器可見，但由子類加載器加載的類對(duì)父類加載器不可見。假設(shè)一個(gè)類 GEEKS.class 已被 Extension ClassLoader 加載，那么該類僅對(duì) Extension ClassLoader 和 Application ClassLoader 可見，而對(duì) Bootstrap ClassLoader 不可見。如果再次嘗試使用 Bootstrap ClassLoader 加載該類，則會(huì)給出異常java.lang.ClassNotFoundException。

唯一性屬性：唯一性屬性確保類是唯一的并且沒有類的重復(fù)。這也確保了父類加載器加載的類不會(huì)被子類加載器加載。如果父類加載器無法找到該類，那么只有當(dāng)前實(shí)例會(huì)嘗試自己這樣做。

Java.lang.ClassLoader 的方法

在 JVM 請(qǐng)求類之后，需要執(zhí)行幾個(gè)步驟來加載類。類是根據(jù)委托模型加載的，但有一些重要的方法或函數(shù)在加載類中起著至關(guān)重要的作用。

loadClass(String name, boolean resolve)：該方法用于加載JVM引用的類。它將類的名稱作為參數(shù)。這是 loadClass(String, boolean) 類型。

defineClass()：defineClass() 方法是最終方法，不能被覆蓋。此方法用于將字節(jié)數(shù)組定義為類的實(shí)例。如果類無效，則拋出ClassFormatError。

findClass(String name)：此方法用于查找指定的類。此方法只查找但不加載類。

findLoadedClass(String name)：該方法用于驗(yàn)證 JVM 引用的 Class 之前是否已加載。

Class.forName(String name, boolean initialize, ClassLoader loader)：該方法用于加載類以及初始化類。此方法還提供了選擇任何一個(gè) ClassLoader 的選項(xiàng)。如果 ClassLoader 參數(shù)為 NULL，則使用 Bootstrap ClassLoader。

示例：在加載類之前執(zhí)行以下代碼：

protected synchronized Class<?>
loadClass(String name, boolean resolve)
	throws ClassNotFoundException
{
	Class c = findLoadedClass(name);
	try {
		if (c == NULL) {
			if (parent != NULL) {
				c = parent.loadClass(name, false);
			}
			else {
				c = findBootstrapClass0(name);
			}
		}
		catch (ClassNotFoundException e)
		{
			System.out.println(e);
		}
	}
}

注意：如果一個(gè)類已經(jīng)被加載，它會(huì)返回它。否則，它將對(duì)新類的搜索委托給父類加載器。如果父類加載器沒有找到該類，loadClass()調(diào)用方法findClass()來查找并加載該類。如果父ClassLoader沒有找到該類， findClass()方法會(huì)在當(dāng)前ClassLoader中搜索該類。如果大家想了解更多相關(guān)知識(shí)，不妨來關(guān)注一下動(dòng)力節(jié)點(diǎn)的Java在線學(xué)習(xí)，里面的課程內(nèi)容從入門到精通，很適合零基礎(chǔ)的小伙伴學(xué)習(xí)，希望對(duì)大家能夠有所幫助。