Classloader在運(yùn)行期會(huì)以父/子的層次結(jié)構(gòu)存在，每個(gè)Classloader的實(shí)例都持有其父Classloader的引用，而父Classloader并不持有子Classloader的引用，從而形成一條單向鏈，當(dāng)一個(gè)類裝載請(qǐng)求被提交到某個(gè)Classloader時(shí)，其默認(rèn)的類裝載過(guò)程如下：
檢查這個(gè)類有沒(méi)有被裝載過(guò)，如果已經(jīng)裝載過(guò)，則直接返回；
調(diào)用父Classloader去裝載類，如果裝載成功直接返回；
調(diào)用自身的裝載類的方法，如果裝載成功直接返回；
上述所有步驟都沒(méi)有成功裝載到類，拋出ClassNotFoundException；
每一層次的Classloader都重復(fù)上述動(dòng)作。
簡(jiǎn)單說(shuō)，當(dāng)Classloader鏈上的某一Classloader收到類裝載請(qǐng)求時(shí)，會(huì)按順序向上詢問(wèn)其所有父節(jié)點(diǎn)，直至最頂端（BootstrapClassLoader），任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)成功受理了此請(qǐng)求，則返回，如果所有父節(jié)點(diǎn)都不能受理，這時(shí)候才由被請(qǐng)求的Classloader自身來(lái)裝載這個(gè)類，如果仍然不能裝載，則拋出異常。
類裝載的方式
類裝載的方式主要有兩種：顯式的和隱式的。
顯式類裝載
發(fā)生在使用以下方法調(diào)用進(jìn)行裝載類的時(shí)候：
ClassLoader.loadClass()（使用指定的Classloader進(jìn)行裝載）
Class.forName()（使用當(dāng)前類的Caller Classloader進(jìn)行裝載）
當(dāng)調(diào)用上述方法的時(shí)候，指定的Class（以類名為參數(shù)）由Classloader裝入。這兩個(gè)方法的行為有輕微的區(qū)別，Class.forName()在類裝載完成后，會(huì)對(duì)類進(jìn)行初始化，而ClassLoader.loadClass()只負(fù)責(zé)裝載類。
隱式類裝載
發(fā)生在由于引用、實(shí)例化或繼承導(dǎo)致需要裝載類的時(shí)候。隱式類裝載是在幕后啟動(dòng)的，JVM會(huì)解析必要的引用并裝載類。
類的裝載通常組合了顯式和隱式兩種方式。例如，Classloader可能先顯式地裝載一個(gè)類，然后再隱式地裝載它引用的其它類。
一個(gè)基本的Classloader的層次結(jié)構(gòu)
上圖顯示了一個(gè)基本的Classloader的層次結(jié)構(gòu)。在給定層次上的Classloader不能引用任何層次低于它的Classloader，另外，它的子Classloader裝載的類對(duì)于其是不可見(jiàn)的。在上圖中，如果Foo.class是由ClassLoaderB裝載的，并且Foo.class依賴于Bar.class，那么Bar.class必須由ClassLoaderA或B裝載。如果Bar.class只是對(duì)ClassLoaderC和D可見(jiàn)，那么將會(huì)發(fā)生ClassNotFoundException或者NoClassDefFoundError異常。
如果Bar.class分別對(duì)于兩個(gè)平級(jí)的Classloader可見(jiàn)（例如C和D），但對(duì)于它們的父Classloader不可見(jiàn)，那么當(dāng)類裝載請(qǐng)求發(fā)送到這兩個(gè)Classloader時(shí)，每一個(gè)Classloader會(huì)裝載自己版本的類。ClassLoaderC裝載的Bar.class的實(shí)例將不兼容于ClassLoaderD裝載的Bar.class的實(shí)例。如果對(duì)Classloader的層次結(jié)構(gòu)不了解，試圖使用由ClassLoaderC裝載的類去造型一個(gè)ClassLoaderD裝載的Bar.class的實(shí)例，則會(huì)發(fā)生造型失?。–lassCastException）。
基本的Classloader
最基本的Classloader是Bootstrap Classloader和System Classloader（也有人稱之為AppClassLoader），只要寫(xiě)過(guò)java程序，都會(huì)用到這兩個(gè)Classloader。
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Bootstrap Classloader
這個(gè)Classloader裝載Java虛擬機(jī)提供的基本運(yùn)行時(shí)刻類（$JAVA_HOME/jre/lib），還包括放置在系統(tǒng)擴(kuò)展目錄（$JAVA_HOME/jre/lib/ext）內(nèi)的JAR文件中的類。這個(gè)Classloader是java程序最頂層的Classloader，只有它沒(méi)有父Classloader。如果你將一個(gè)自己寫(xiě)的類或第三方j(luò)ar包放進(jìn)$JAVA_HOME/jre/lib/ext目錄中，那么它將被Bootstrap Classloader裝載。
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System Classloader
System Classloader通常負(fù)責(zé)裝載系統(tǒng)環(huán)境變量CLASSPATH中設(shè)置的類。由System Classloader裝載的類對(duì)于Apusic服務(wù)器內(nèi)部的類和部署在Apusic服務(wù)器上的J2EE應(yīng)用（通常打包成ear）都是可見(jiàn)的。%APUSIC_HOME%/lib目錄下的jar文件是Apusic應(yīng)用服務(wù)器的核心類，一般把這些jar文件都加在系統(tǒng)CLASSPATH中。另外，一些公用類也可以加在系統(tǒng)CLASSPATH中，如JDBC驅(qū)動(dòng)程序等。
自定義Classloader
在編寫(xiě)應(yīng)用代碼的時(shí)候，常常有需要?jiǎng)討B(tài)加載類和資源，比如顯式的調(diào)用classLoader.loadClass(“ClassName”)，雖然直接使用ClassLoader.getSystemClassLoader()，可以得到SystemlassLoader來(lái)完成這項(xiàng)任務(wù)。但是，由于System Classloader是JVM創(chuàng)建的Classloader，它的職責(zé)有限，只適合于普通的java應(yīng)用程序，在很多復(fù)雜場(chǎng)景中不能滿足需求，比如在應(yīng)用服務(wù)器中。這時(shí)候就需要自行實(shí)現(xiàn)一個(gè)Classloader的子類，實(shí)現(xiàn)特定的行為。Apusic應(yīng)用服務(wù)器中就定義了若干個(gè)特有的Classloader，負(fù)責(zé)裝載部署在Apusic中的JavaEE應(yīng)用中的類，這里并不試圖去描述如何實(shí)現(xiàn)一個(gè)自定義的Classloader.
Caller Classloader和線程上下文Classloader
動(dòng)態(tài)加載資源時(shí)，往往有三種Classloader可選擇：System Classloader、Caller Classloader、當(dāng)前線程的上下文Classloader。System Classloader前面已經(jīng)描述過(guò)了，下面我們看看什么是Caller Classloader、當(dāng)前線程的上下文Classloader。
Caller Classloader
Caller Classloader指的是當(dāng)前所在的類裝載時(shí)使用的Classloader，它可能是System Classloader，也可能是一個(gè)自定義的Classloader，這里，我們都稱之為Caller Classloader。我們可以通過(guò)getClass().getClassLoader()來(lái)得到Caller Classloader。例如，存在A類，是被AClassLoader所加載，A.class.getClassLoader()為AClassLoader的實(shí)例，它就是A.class的Caller Classloader。
如果在A類中使用new關(guān)鍵字，或者Class.forName(String className)和Class.getResource(String resourceName)方法，那么這時(shí)也是使用Caller Classloader來(lái)裝載類和資源。比如在A類中初始化B類：
/**
* A.java
*/
...
public void foo() {
B b = new B();
b.setName("b");
}
那么，B類由當(dāng)前Classloader，也就是AClassloader裝載。同樣的，修改上述的foo方法，其實(shí)現(xiàn)改為：
Class clazz = Class.forName("foo.B");
最終獲取到的clazz，也是由AClassLoader所裝載。
那么，如何使用指定的Classloader去完成類和資源的裝載呢？或者說(shuō)，當(dāng)需要去實(shí)例化一個(gè)Caller Classloader和它的父Classloader都不能裝載的類時(shí)，怎么辦呢？
一個(gè)很典型的例子是JAXP，當(dāng)使用xerces的SAX實(shí)現(xiàn)時(shí)，我們首先需要通過(guò)rt.jar中的javax.xml.parsers.SAXParserFactory.getInstance()得到xercesImpl.jar中的org.apache.xerces.jaxp.SAXParserFactoryImpl的實(shí)例。由于JAXP的框架接口的class位于JAVA_HOME/lib/rt.jar中，由Bootstrap Classloader裝載，處于Classloader層次結(jié)構(gòu)中的最頂層，而xercesImpl.jar由低層的Classloader裝載，也就是說(shuō)SAXParserFactoryImpl是在SAXParserFactory中實(shí)例化的，如前所述，使用SAXParserFactory的Caller Classloader(這里是Bootstrap Classloader)是完成不了這個(gè)任務(wù)的。
這時(shí)，我們就需要了解一下線程上下文Classloader了
線程上下文Classloader
每個(gè)線程都有一個(gè)關(guān)聯(lián)的上下文Classloader。如果使用new Thread()方式生成新的線程，新線程將繼承其父線程的上下文Classloader。如果程序?qū)€程上下文Classloader沒(méi)有任何改動(dòng)的話，程序中所有的線程將都使用System Classloader作為上下文Classloader。
當(dāng)使用Thread.currentThread().setContextClassLoader(classloader)時(shí)，線程上下文Classloader就變成了指定的Classloader了。此時(shí)，在本線程的任意一處地方，調(diào)用Thread.currentThread().getContextClassLoader()，都可以得到前面設(shè)置的Classloader。
回到JAXP的例子，假設(shè)xercesImpl.jar只有AClassLoader能裝載，現(xiàn)在A.class內(nèi)部要使用JAXP，但是A.class卻不是由AClassLoader或者它的子Classloader裝載的，那么在A.class中，應(yīng)該這樣寫(xiě)才能正確得到xercesImpl的實(shí)現(xiàn)：
AClassLoader aClassLoader = new AClassLoader(parent);
Thread.currentThread().setContextClassLoader(aClassLoader);
SAXParserFactory factory = SAXParserFactory.getInstance();
...
JAXP這時(shí)就可以通過(guò)線程上下文Classloader裝載xercesImpl的實(shí)現(xiàn)類了，當(dāng)然，還有一個(gè)前提是在配制文件或啟動(dòng)參數(shù)中指定了使用xerces作為JAXP的實(shí)現(xiàn)。下面是JAXP中的代碼片斷：
ClassLoader cl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
…
Class providerClass = cl.loadClass(className);
…
JVM中類的唯一性
JVM為每一個(gè)Classloader維護(hù)一個(gè)唯一標(biāo)識(shí)。在一個(gè)JVM里（對(duì)應(yīng)一個(gè)Java進(jìn)程），可以由不同的Classloader裝載多個(gè)同名的類（指包名和類名都完全相同，下同），為了唯一地標(biāo)識(shí)被不同Classloader裝載的類，JVM會(huì)在被裝載的類名前加上裝載該類的Classloader的標(biāo)識(shí)。