Android：图解classloader加载class的流程及自定义ClassLoader

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Classloader 类加载器，用来加载 Java 类到 Java 虚拟机中。与普通程序不同的是。Java程序（class文件）并不是本地的可执行程序。当运行Java程序时，首先运行JVM（Java虚拟机），然后再把Java class加载到JVM里头运行，负责加载Java
class的这部分就叫做Class Loader。

JVM本身包含了一个ClassLoader称为Bootstrap ClassLoader，和JVM一样，BootstrapClassLoader是用本地代码实现的，它负责加载核心JavaClass（即所有java.*开头的类）。另外JVM还会提供两个ClassLoader，它们都是用Java语言编写的，由BootstrapClassLoader加载；其中Extension
ClassLoader负责加载扩展的Javaclass（例如所有javax.*开头的类和存放在JRE的ext目录下的类），ApplicationClassLoader负责加载应用程序自身的类。
当运行一个程序的时候，JVM启动，运行bootstrapclassloader，该ClassLoader加载java核心API（ExtClassLoader和AppClassLoader也在此时被加载），然后调用ExtClassLoader加载扩展API，最后AppClassLoader加载CLASSPATH目录下定义的Class，这就是一个程序最基本的加载流程。
什么时候JVM会使用ClassLoader加载一个类呢？当你使用java去执行一个类，JVM使用ApplicationClassLoader加载这个类；然后如果类A引用了类B，不管是直接引用还是用Class.forName()引用，JVM就会找到加载类A的ClassLoader，并用这个ClassLoader来加载类B。JVM按照运行时的有效执行语句，来决定是否需要装载新类，从而装载尽可能少的类，这一点和编译类是不相同的。
Why use your own ClassLoader?
似乎JVM自身的ClassLoader已经足够了，为什么我们还需要创建自己的ClassLoader呢？
因为JVM自带的ClassLoader只是懂得从本地文件系统加载标准的java class文件，如果编写你自己的ClassLoader，你可以做到：
1）在执行非置信代码之前，自动验证数字签名
2）动态地创建符合用户特定需要的定制化构建类
3）从特定的场所取得java class，例如数据库中
4) 等等
事实上当使用Applet的时候，就用到了特定的ClassLoader，因为这时需要从网络上加载java class，并且要检查相关的安全信息。
应用服务器大都使用了ClassLoader技术，即使你不需要创建自己的ClassLoader，了解其原理也有助于更好地部署自己的应用。

java应用环境中不同的class分别由不同的ClassLoader负责加载。

一个jvm中默认的classloader有Bootstrap ClassLoader、Extension ClassLoader、App ClassLoader，分别各司其职：

Bootstrap ClassLoader 负责加载java基础类，主要是 %JRE_HOME/lib/ 目录下的rt.jar、resources.jar、charsets.jar和class等

Extension ClassLoader 负责加载java扩展类，主要是 %JRE_HOME/lib/ext 目录下的jar和class

App ClassLoader 负责加载当前java应用的classpath中的所有类。

其中Bootstrap ClassLoader是JVM级别的，由C++撰写；Extension ClassLoader、App ClassLoader都是java类，都继承自URLClassLoader超类。

Bootstrap ClassLoader由JVM启动，然后初始化sun.misc.Launcher ，sun.misc.Launcher初始化Extension ClassLoader、App ClassLoader。

下图是ClassLoader的加载类流程图，以加载一个类的过程类示例说明整个ClassLoader的过程。



Bootstrap ClassLoader、Extension ClassLoader、App ClassLoader三者的关系如下：

Bootstrap ClassLoader是Extension ClassLoader的parent，Extension ClassLoader是App ClassLoader的parent。

但是这并不是继承关系，只是语义上的定义，基本上，每一个ClassLoader实现，都有一个Parent ClassLoader。

可以通过ClassLoader的getParent方法得到当前ClassLoader的parent。Bootstrap ClassLoader比较特殊，因为它不是java class所以Extension ClassLoader的getParent方法返回的是NULL。

了解了ClassLoader的原理和流程以后，我们可以试试自定义ClassLoader。

关于自定义ClassLoader：

由于一些特殊的需求，我们可能需要定制ClassLoader的加载行为，这时候就需要自定义ClassLoader了.

自定义ClassLoader需要继承ClassLoader抽象类，重写findClass方法，这个方法定义了ClassLoader查找class的方式。

主要可以扩展的方法有：

findClass 定义查找Class的方式

defineClass 将类文件字节码加载为jvm中的class

findResource 定义查找资源的方式

如果嫌麻烦的话，我们可以直接使用或继承已有的ClassLoader实现，比如

java.net.URLClassLoader

java.security.SecureClassLoader

java.rmi.server.RMIClassLoader

sun.applet.AppletClassLoader

Extension ClassLoader 和 App ClassLoader都是java.net.URLClassLoader的子类。

这个是URLClassLoader的构造方法：

public URLClassLoader(URL[] urls, ClassLoader parent)

public URLClassLoader(URL[] urls)

urls参数是需要加载的ClassPath url数组，可以指定parent ClassLoader，不指定的话默认以当前调用类的ClassLoader为parent。

ClassLoader classLoader = new URLClassLoader(urls);
Thread.currentThread().setContextClassLoader(classLoader);
Class clazz=classLoader.loadClass("com.company.MyClass");//使用loadClass方法加载class,这个class是在urls参数指定的classpath下边。

Method taskMethod = clazz.getMethod("doTask", String.class, String.class);//然后我们就可以用反射做些事情了
taskMethod.invoke(clazz.newInstance(),"hello","world");

由于classloader 加载类用的是全盘负责委托机制。所谓全盘负责，即是当一个classloader加载一个Class的时候，这个Class所依赖的和引用的所有 Class也由这个classloader负责载入，除非是显式的使用另外一个classloader载入。

所以，当我们自定义的classloader加载成功了com.company.MyClass以后，MyClass里所有依赖的class都由这个classLoader来加载完成。

自定义ClassLoader在某些应用场景还是比较适用，特别是需要灵活地动态加载class的时候。

下面这篇文章列出了其中一种自定义ClassLoader的应用场景，有兴趣的同学可以参考下：

/article/4172130.html

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