我們都知道，Java平臺(tái)一大亮點(diǎn)就在于其類裝載器體系結(jié)構(gòu)，這使得JVM可以在運(yùn)行期從Java API，擴(kuò)展路經(jīng)（java.ext.path），classpath以及用戶指定的位置（文件或網(wǎng)絡(luò)）中載入所需的class，從而達(dá)到動(dòng)態(tài)裝載的目的。然而其類裝載器委托模型在保證了安全性和強(qiáng)大功能的同時(shí)，也導(dǎo)致了相當(dāng)?shù)膹?fù)雜性，有很多地方一旦我們不加注意的話就將導(dǎo)致錯(cuò)誤。這里我希望通過一些小例子來展示動(dòng)態(tài)裝載的某些方面，深入地了解一下怎么進(jìn)行動(dòng)態(tài)裝載，會(huì)遇到什么樣的問題，并就問題的原因與解決方法進(jìn)行討論。

也許有人會(huì)說：我的程序不用什么動(dòng)態(tài)裝載，平時(shí)運(yùn)行程序就是java –classpath … myPkg.my不就行了嗎？不過我總是聽前輩說，要想完全了解一個(gè)系統(tǒng)下的程序設(shè)計(jì)，就必須要深入研究這個(gè)平臺(tái)的特性，做到心中有數(shù)，做起程序才不會(huì)處處制肘。類的動(dòng)態(tài)裝載是Java平臺(tái)最顯著的特征之一，許多著名的項(xiàng)目—Tomcat，Eclipse都使用自定義類裝載器來裝載運(yùn)行時(shí)所需的類，如果連什么是動(dòng)態(tài)裝載和怎么動(dòng)態(tài)裝載都沒弄明白，還能去玩自定義類裝載器嗎？所以還是不要浮躁，讓我們從基礎(chǔ)開始做起吧。

不過，我要說明的是你在看我這篇文章之前最好先熟悉一下Java的類裝載器體系結(jié)構(gòu)以及其委托模型，我在這里將不加贅述，推薦先看《Java深度歷險(xiǎn)》或《深入Java虛擬機(jī)》的第八章。

我要討論的問題是：讓一個(gè)在my/目錄下名為my.Main的類在運(yùn)行期讀取util/中的util.Tool類。

我的實(shí)驗(yàn)?zāi)夸浗Y(jié)構(gòu)如下

其中my.Main的代碼如下：

util.Tool的代碼如下：

在my.Main的代碼中16行可以看到，我定義了一個(gè)URLClassLoader，想要讀取在同一根目錄下的/util/Tool.class，接下來我們運(yùn)行如下命令，來查看運(yùn)行結(jié)果：

如上可見，util.Tool被順利裝載了，可是裝載它的卻是AppClassLoader，而不是我們想要的URLClassLoader！這是為什么呢？

原因很簡(jiǎn)單，因?yàn)槲覀儗til/Tool.class放到了JVM系統(tǒng)變量”user.dir”所指定的目錄下，而該JVM系統(tǒng)變量的默認(rèn)值為程序所在的根目錄，相當(dāng)于把classpath 設(shè)置成了”.”，也就是相當(dāng)于執(zhí)行了命令：

于是，正因?yàn)閡til.Tool在classpath下，于是JVM就在在載入my.Main的同時(shí)也用AppClassLoader將util.Tool載入到JVM了。我們可以通過如下命令看得更清楚一些：

看到了嗎？由于AppClassLoader預(yù)先載入了util.Tool類，而且在URLClassLoader的loadClass()方法中有如下語(yǔ)句：Class cls = getLoadedClass(String className);如果cls!=null的話，loadClass()就會(huì)返回已經(jīng)載入過的（即由AppClassLoader所載入的）util.Tool類，所以我們才會(huì)看到以上結(jié)果。

為了解決以上問題，我決定按如下方式組織我的目錄結(jié)構(gòu)

然后對(duì)Main.class進(jìn)行一些修改：

嗯，這下我們不會(huì)為util.Tool被提前載入而煩惱了，因?yàn)檩d入my.Main的AppClassLoader找不到換了位置的util.Tool類了。這回可能有人會(huì)問：subdir不是還在”user.dir”所指向的目錄下嗎？怎么只是多建了一層目錄它就找不到了呢？原因是AppClassLoader是URLClassLoader的子類，它在載入class的時(shí)候也是根據(jù)該類的URL來進(jìn)行定位的。那我們的例子來說，在“實(shí)驗(yàn)一”的最后一個(gè)圖中我們可以看到，util.Tool被載入的位置為：file1:c:/Test1，JVM得到這個(gè)URL之后，將util.Tool中的”.”變?yōu)?#8221;/”，在所得字符串結(jié)尾處加上”.class”，最后將該字符串加到file1:c:/Test1后面，就得到了最終util.Tool的URL：file1:c:/Test1/util/Tool.class。而當(dāng)加了一層subdir目錄之后，AppClassLoader就找不到file1:c:/Test1/util/Tool.class了，而只能由程序中定義的URLClassLoader來載入。

 這時(shí)我們運(yùn)行程序，所得結(jié)果如下：

可以看到，util.Tool確實(shí)已經(jīng)我定義的URLClassLoader被載入并初始化了，可是為什么最后卻有一個(gè)奇怪的異常呢？NoClassDefFoundError？util.Tool類不是都載入了嗎？怎么還找不到它的定義呢？

這個(gè)問題需要從JVM的裝載機(jī)制說起。對(duì)于每個(gè)JVM實(shí)例，除了內(nèi)置的三個(gè)內(nèi)置的類裝載器（BootStrapClassLoader，ExtClassLoader，AppClassLoader）之外，還可能有一些用戶自定義的類裝載器，而這些類裝載器可能在一個(gè)程序運(yùn)行周期內(nèi)載入同一個(gè)類，即AppClassLoader和我自定義的類裝載器MyClassLoader可能同時(shí)需要載入util.Tool類。為了避免沖突，JVM為每個(gè)類裝載器都建立一個(gè)命名空間，并以此作為其訪問邊界。例如，如果my.Main想要引用util.Tool類，則它們必須是由同一裝載器載入的，也就是說，由于my.Main是由AppClassLoader載入的，那么util.Tool也必須由AppClassLoader載入才行，否則就會(huì)出現(xiàn)上述錯(cuò)誤。

問題解決的方法很簡(jiǎn)單，只需要讓my.Main和util.Tool由同一類裝載器載入就行了。

為了讓my.Main和util.Tool由同一類裝載器載入，我定義了一個(gè)啟動(dòng)類—boot.BootStrap類：

在這里，我用自己的類裝載器ucl來裝載my.Main類，并用reflection API來調(diào)用其main()方法，同時(shí)也對(duì)my.Main稍作修改

然后執(zhí)行一下看看結(jié)果：