Java类加载器及加载范围

2022-12-08, 1250 words, 5 min read

加载器

对于虚拟机，只有两种不同的类加载器：

启动类加载器(Bootstrap ClassLoader)，这个类加载器使用C++语言实现，是虚拟机自身的一部分；
其它所有的类加载器，这些类加载器都由Java语言实现，独立于虚拟机外部，并且全部继承自java.lang.ClassLoader。

具体划分，如下：

启动类加载器(Bootstrap ClassLoader)：这个类加载器负责将放置在<JAVA_HOME>\lib目录中的，或者被-Xbootclasspath参数所指定路径中的，并且是虚拟机能识别的(仅按照文件名识别，如rt.jar，名字不符合的类库即使放置在lib目录中也不会被加载)类库加载到虚拟机内存中。启动类加载器无法被Java程序直接使用，因为是C++语言实现的。
扩展类加载器(Extension ClassLoader)：这个类加载器由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader实现，它负责加载<JAVA_HOME>\lib\ext目录中的，或者被java.ext.dirs系统变量所指定的路径中的所有类库，开发者可以直接使用扩展类加载器。
应用程序类加载器(Application ClassLoader)：这个类加载器由sum.misc.Launcher.$AppClassLoader来实现。由于这个类加载器是ClassLoader中的getSystemClassLoader()方法的返回值，所以一般也被称为系统类加载器。它负责加载用户类路径上所指定的类库（classPath），开发者可以直接使用这个类加载器，如果应用程序中没有自定义过自己的类加载器，一般情况下这个就是程序中默认的类加载器。

应用程序由这三种类加载器互相配合进行加载的，如果有必须，还可以加入自己定义的类加载器。这些类加载器之间的关系一般如下图

上图中展示的类加载器之间的层次关系，就称为类加载器的双亲委派模型(Parents Delegation Model)。双亲委派模型要求除了顶层的启动类加载器之外，其余的类加载器都应当有自己的父类加载器。这里的类加载器之间的父子关系一般不会以继承的关系来实现，而是使用组合关系来复用父加载器的代码。

双亲委派模型

如果一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器去完成，每一个层次的类加载器都是如此，因此所有的加载请求最终都应该传送到顶层的启动类加载器中，只有当父加载器反馈自己无法完全这个加载请求时（查看该类是否是在自己的加载范围），子加载器才会尝试自己去加载。

双亲委派的好处：

安全性：使用双亲委派模型来组织类加载器之间的关系，有一个很明显的好处，就是Java类随着它的类加载器（说白了，就是它所在的目录）一起具备了一种带有优先级的层次关系，这对于保证Java程序的稳定运作很重要。例如，类java.lang.Object类存放在JDK\jre\lib下的rt.jar之中，因此无论是哪个类加载器要加载此类，最终都会委派给启动类加载器进行加载，这边保证了Object类在程序中的各种类加载器中都是同一个类，可以防止java核心类被篡改。
避免重复加载：当使用了双亲委派机制后，当一个类已经被上级类加载器加载后，下级类加载器就不会出现重复加载的情况。

使用场景

Class.getClassLoader().getResource(String path)中，path不能以'/'开头，path是指类加载器的加载范围，在资源加载的过程中，使用的逐级向上委托的形式加载的，'/'表示Boot ClassLoader，类加载器中的加载范围，因为这个类加载器是C++实现的，所以加载范围为null。如下所示：参考

public class Test
{
    public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println(Test.class.getClassLoader().getResource(""));
        System.out.println(Test.class.getClassLoader().getResource("/"));
    }
}

Class.getResource和ClassLoader.getResource

Class.getResource(String path)

path不以’/'开头时，默认是从此类所在的包下取资源；
path 以’/'开头时，则是从ClassPath根下获取；

Class.getResource和Class.getResourceAsStream在使用时，路径选择上是一样的。

Class.getClassLoader().getResource(String path)

ClassLoader 代表的是用来加载其他类的类，任何一个class都包含对加载这个class的类加载器(ClassLoader)的引用，所以其加载资源一定是绝对路径，且不能以‘/’开头

path不能以‘/’开头；
path是从ClassPath根下获取

Class.getClassLoader（）.getResource和Class.getClassLoader（）.getResourceAsStream在使用时，路径选择上也是一样的。

参考

https://juejin.cn/post/6844904159993397262