java类加载器-系统类加载器

系统类加载器

 系统类加载器可能都耳详能熟，但是为了完整点，还是先简单的说说系统的类加载器吧。

public class Test {

	public static void main(String[] args) {
		ClassLoader cl1 = Test.class.getClassLoader().getParent().getParent();
		System.out.println(cl1);
		
		ClassLoader cl2 = Test.class.getClassLoader().getParent();
		System.out.println(cl2);
		
		ClassLoader cl3 = Test.class.getClassLoader();
		System.out.println(cl3);
	}
}

　　打印的结果是：

　　　　null
　　　　sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@dc6a77
　　　　sun.misc.Launcher$AppClassLoader@1016632

 其实这就是jdk系统中用到的三个类加载器，其中null就是bootstrap classloader,因为是有c++实现，所以在此打印出null。ExtClassLoader就是Extension ClassLoader。AppClassLoader就是App ClassLoader或者叫做system classloader。他们负责加载各自指定位置下的类：

　　1）Bootstrap ClassLoader

　　　　负责加载$JAVA_HOME中jre/lib/rt.jar里所有的class，由C++实现，不是ClassLoader子类

　　2）Extension ClassLoader

　　　　负责加载java平台中扩展功能的一些jar包，包括$JAVA_HOME中jre/lib/*.jar或-Djava.ext.dirs指定目录下的jar包

　　3）App ClassLoader

　　　　负责加载classpath中指定的jar包及目录中class

这三个类加载器的关系通过代码就能看出来：App ClassLoader的parent是Extension ClassLoader，Extension ClassLoader的parent是Bootstrap ClassLoader。

委托机制

所谓委托机制就是，当加载一个类时，App ClassLoader委托他的parent（Extension ClassLoader）去加载，Extension ClassLoader又委托他的parent加载直到Bootstrap ClassLoader，如果parent没有加载成功，再由自身去加载。

以上三个类加载器，除了Bootstrap ClassLoader都是间接继承自ClassLoader类（是一个抽象类不能实例化，但没有抽象方法），委托机制的实现就被loadClass方法作为模板方法实现。以下就通过loadClass的源码分析一下委托机制：

定制类加载器

   有时我们可能需要定制我们的类加载器以满足我们的特殊需求。而且我们一般也不需要破坏委托机制（后边会介绍一个破坏了委托机制的类加载器的例子）通常可以有两种方法实现

 一、继承URLClassLoader，比如

public class TestClassLoader extends URLClassLoader {

	public TestClassLoader(URL[] urls) {
		super(urls);
	}
	public TestClassLoader(URL[] urls,ClassLoader parent) {
		super(urls,parent);
	}
	
}

　你只需要调用父类构造方法，其它方法你一概不用重写。这也是最简单的实现。使用时只需要调用loadClass。缺点是你只能通过URL定位你要加载的class。

二、继承ClassLoader类，重写findClass方法。比如

public class TestClassLoader extends ClassLoader {

	private String basedir;
	
	public TestClassLoader(String basedir,ClassLoader parent){
		super(parent);
		this.basedir = basedir;
	}
	
	@Override
	protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
		Class<?> cls = null; 
        StringBuffer sb = new StringBuffer(basedir); 
        String classname = name.replace('.', File.separatorChar) + ".class";
        sb.append(File.separator + classname); 
        File classF = new File(sb.toString()); 
        if(!classF.exists()){
        	throw new ClassNotFoundException();
        }
        
        byte[] raw = new byte[(int) classF.length()];
		try {
			InputStream fin = new FileInputStream(classF);
			fin.read(raw);
	        fin.close();
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
        
        cls = defineClass(name,raw,0,raw.length);
        return cls; 
	}
}

　　在findClass方法里我们可以采用任意方式查找我们要加载的类，这里采用了读文件的方式。使用时同样是调用loadClass方法。

线程上下文类加载器

　　线程上下文类加载器（context class loader）是从 JDK 1.2 开始引入的。类 java.lang.Thread中的方法 getContextClassLoader()和setContextClassLoader(ClassLoader cl)用来获取和设置线程的上下文类加载器。如果没有通过 setContextClassLoader(ClassLoader cl)方法进行设置的话，线程将继承其父线程的上下文类加载器。Java 应用运行的初始线程的上下文类加载器是系统类加载器。在线程中运行的代码可以通过此类加载器来加载类和资源。

　　前面提到的类加载器的委托机制并不能解决 Java 应用开发中会遇到的类加载器的全部问题。Java 提供了很多服务提供者接口（Service Provider Interface，SPI），允许第三方为这些接口提供实现。常见的 SPI 有 JDBC、JCE、JNDI、JAXP 和 JBI 等。这些 SPI 的接口由 Java 核心库来提供，如 JAXP 的 SPI 接口定义包含在 javax.xml.parsers包中。这些 SPI 的实现代码很可能是作为 Java 应用所依赖的 jar 包被包含进来，可以通过类路径（CLASSPATH）来找到，如实现了 JAXP SPI 的 Apache Xerces所包含的 jar 包。SPI 接口中的代码经常需要加载具体的实现类。如 JAXP 中的 javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory类中的 newInstance()方法用来生成一个新的 DocumentBuilderFactory的实例。这里的实例的真正的类是继承自 javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory，由 SPI 的实现所提供的。如在 Apache Xerces 中，实现的类是 org.apache.xerces.jaxp.DocumentBuilderFactoryImpl。而问题在于，SPI 的接口是 Java 核心库的一部分，是由引导类加载器来加载的；SPI 实现的 Java 类一般是由系统类加载器来加载的。引导类加载器是无法找到 SPI 的实现类的，因为它只加载 Java 的核心库。它也不能代理给系统类加载器，因为它是系统类加载器的祖先类加载器。也就是说，类加载器的委托机制无法解决这个问题。

　　线程上下文类加载器正好解决了这个问题。如果不做任何的设置，Java 应用的线程的上下文类加载器默认就是系统上下文类加载器。在 SPI 接口的代码中使用线程上下文类加载器，就可以成功的加载到 SPI 实现的类。线程上下文类加载器在很多 SPI 的实现中都会用到。