写本篇的动因只是一段看起来很诡异的代码，让我感觉有必要认识一下ClassLoader

----[Counter.java]-------------------------
public class Counter {private static Counter sCounter = new Counter();//<---- tag1public static int count = 10;//<---- tag2private Counter() {count++;}public static Counter getInstance() {return sCounter;}
}----[Client.java]-------------------------
public class Client {public static void main(String[] args) {Counter counter = Counter.getInstance();System.out.println(counter.count);//10}
}|-- 当tag1和tag2换一下位置，得到的是11
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一、Java类加载流程

1.Java虚拟机结构

上一篇讲了Java虚拟机，关于类加载器一笔带过，本篇详细讲一下
java文件通过javac可以编译成.class文件，类加载器就是将.calss加载到内存里

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2.类加载的流程

关于Class实例在堆中还是方法区中?这里找了一篇文章，讲得挺深

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2.1：加载

将字节码(二进制流)载入方法区
堆内存中生成java.lang.Class对象，作为方法区中该类各种数据的操作入口|-- .class文件主要来源---------------------– 磁盘中直接加载-– 网络加载.class文件-– 从zip ，jar 等文件中加载.class 文件-– 从专有数据库中提取.class文件-– 将Java源文件动态编译为.class文件
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2.2：连接 - 验证

验证加载进来的字节流信息是否符合虚拟机规范

[1].文件格式验证： 字节流是否符合class文件格式规范
[2].元数据验证： 是否符合java的语言语法的规范
[3].字节码验证：方法体进行校验分析,保证运行时没危害出现
[4].符号引用验证 ：常量池中的各种符号引用信息进行匹配性校验
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2.3：连接 - 准备

为类静态变量分配内存并设置为[对应类型的初始值]

----[Counter.java]-------------------------
public class Counter {private static Counter sCounter = new Counter();public static int count = 1;private Counter() {count++;}public static Counter getInstance() {return sCounter;}
}如上：在准备阶段 count 的值为int的默认值 = 0
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2.4：连接 - 解析

常量池内的符号引用替换为直接引用的过程,也就是字面量转化为指针。
主要解析：类，接口，字段，类方法，接口方法，方法类型，方法句柄和调用点限定符引用

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2.5 : 初始化

按顺序查找静态变量以及静态代码块对用户自定义类变量的赋值,

//现在count=0,调用后new Counter()时count++,变为1
private static Counter sCounter = new Counter();
public static int count = 10;// 此时count赋值为10
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二、类被初始化的时机

1.类被初始化的时机代码测试

1.创建实例
2.访问静态变量或者对该静态变量赋值
3.调用静态方法
4.反射
5.初始化一个类的子类
6.JVM启动时被标明为启动类(main)---->[Shape类]------------------
public class Shape {public static String color = "白色";static {System.out.println("-----初始化于Shape-----");}public static void draw() {}
}---->[Shape子类：Rect]------------------
public class Rect extends Shape {public static int radius = 20;static {System.out.println("-----初始化于Rect-----");}
}new Shape(); //1.创建实例
String color = Shape.color;//2.访问静态变量
Shape.color = "黑色";//2.对该静态变量赋值
Shape.draw();//3.调用静态方法
Class.forName("classloader.Shape");//4.反射
Rect.radius = 10;//5.初始化一个类的子类
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2.final对初始化的影响

|-- 访问编译期静态常量[不会]触发初始化
|-- 访问运行期静态常量[会]触发初始化public class Shape {...public static final int weight = 1;public static final int height = new Random(10).nextInt();...
}
int w = Shape.weight;//编译期静态常量不会触发初始化
int h = Shape.height;//运行期静态常量会触发初始化
|-- 其中height在运行时才可以确定值，访问会触发初始化
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3.初始化的其他小点

|-- 类初始化时并不会初始化它的接口
|-- 子接口初始化不会初始化父接口
|-- 声明类变量时不会初始化
|-- 子类再调用父类的静态方法或属性时，子类不会被初始化Shape shape;//声明类变量，不会初始化
String color = Rect.color;//只初始化Shape
Rect.draw();//只初始化Shape
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三、关于类加载器

1.系统类加载器(应用类加载器)

通过ClassLoader.getSystemClassLoader()可以获取系统类类加载器
debug一下，可以看到系统类加载器：类名为AppClassLoader,所以也称应用类加载器

ClassLoader loader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
System.out.println(loader);Shape shape = new Shape();
sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
ClassLoader loader = shape.getClass().getClassLoader();String name = "toly";
ClassLoader loaderSting = name.getClass().getClassLoader();
System.out.println(loaderSting);//null
//可见String的类加载器为null,先说一下，为null时由Bootstrap类加载器加载|-- 还有一点想强调一下，类加载器加载类后，不会触发类的初始化
ClassLoader loader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
Class<?> shapeClazz = loader.loadClass("classloader.Shape");//此时不初始化
Shape shape = (Shape) shapeClazz.newInstance();//创建实例时才会初始化
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2.父委托机制(或双亲委托机制)

这里的父并不是指继承，而是ClassLoader类中有一个parent属性是ClassLoader类型
所以是认干爹，而不是亲生的。就像Android中的ViewGroup和View的父子View关系
认了干爹之后，有事先让干爹来摆平，干爹摆不平，再自己来，都摆不平，就崩了呗。

---->[ClassLoader#成员变量]----------------
private final ClassLoader parent;---->[ClassLoader#构造函数一参]----------------
|-- 可以在一参构造函数中传入parent，认个干爹，瞟了一下源码，貌似是parent初始化的唯一途径
protected ClassLoader(ClassLoader parent) {this(checkCreateClassLoader(), parent);
}|--关于父委托机制loadClass方法完美诠释：
---->[ClassLoader#loadClass]------------------
public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {return loadClass(name, false);
}---->[ClassLoader#loadClass(String,boolean)]------------------------------
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)throws ClassNotFoundException{synchronized (getClassLoadingLock(name)) {// First, check if the class has already been loaded---检测类是否已加载Class<?> c = findLoadedClass(name);if (c == null) {//未被加载long t0 = System.nanoTime();try {if (parent != null) {//有干爹，让干爹来加载c = parent.loadClass(name, false);} else {//没有干爹，让大佬Bootstrap类加载器加载c = findBootstrapClassOrNull(name);}} catch (ClassNotFoundException e) {}if (c == null) {//干爹和大佬都加载不了long t1 = System.nanoTime();c = findClass(name);//我来亲自操刀加载// this is the defining class loader; record the statssun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();}}if (resolve) {resolveClass(c);}return c;}
}复制代码

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3.三个JVM中的类加载器

Bootstrap ClassLoader   ： 引导类加载器(启动类加载器/根类加载器)
|-- C++语言实现, 负责加载jre/lib路径下的核心类库
System.out.println(System.getProperty("sun.boot.class.path"));
//D:\M\JDK1.8\jre\lib\resources.jar;
// D:\M\JDK1.8\jre\lib\rt.jar;
// D:\M\JDK1.8\jre\lib\sunrsasign.jar;
// D:\M\JDK1.8\jre\lib\jsse.jar;
// D:\M\JDK1.8\jre\lib\jce.jar;
// D:\M\JDK1.8\jre\lib\charsets.jar;
// D:\M\JDK1.8\jre\lib\jfr.jar;
// D:\M\JDK1.8\jre\classesLauncher$ExtClassLoader ： 拓展类加载器
|-- Java语言实现，负责加载jre/lib/ext
System.out.println(System.getProperty("java.ext.dirs"));
//D:\M\JDK1.8\jre\lib\ext;C:\Windows\Sun\Java\lib\extLauncher$AppClassLoader ： 系统类加载器
|-- Java语言实现，加载环境变量路径classpath或java.class.path 指定路径下的类库
String property = System.getProperty("java.class.path");
//D:\M\JDK1.8\jre\lib\charsets.jar;
// D:\M\JDK1.8\jre\lib\deploy.jar;
...略若干jre的jar路径...
// J:\FileUnit\file_java\base\out\production\classes;  <--- 当前项目的输出路径
// C:\Program Files\JetBrains\IntelliJ IDEA 2018.1.3\lib\idea_rt.jar
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四、自定义类本地磁盘类加载器

1.自定义类加载器的干爹

---->[ClassLoader#构造函数]------------------------------------------
protected ClassLoader(ClassLoader parent) {this(checkCreateClassLoader(), parent);
}protected ClassLoader() {this(checkCreateClassLoader(), getSystemClassLoader());
}这里可以看出无参构造是默认干爹是：getSystemClassLoader，也就是系统类加载器加载器
当然也可以使用一参构造认干爹|-- 上面分析：在ClassLoader#loadClass方法中，当三个JVM的类加载器都找不到时
|-- 会调用findClass方法来初始化c ,那我们来看一下findClass:
---->[在ClassLoader#findClass]------------------------
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {throw new ClassNotFoundException(name);
}
就问你一句：人家直接抛异常，你敢不覆写吗?
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2.自定义LocalClassLoader

/*** 作者：张风捷特烈* 时间：2019/3/7/007:14:05* 邮箱：1981462002@qq.com* 说明：本地磁盘类加载器*/
public class LocalClassLoader extends ClassLoader {private String path;public LocalClassLoader(String path) {this.path = path;}@Overrideprotected Class<?> findClass(String name) {byte[] data = getBinaryData(name);if (data == null) {return null;}return defineClass(name, data, 0, data.length);}/*** 读取字节流** @param name 全类名* @return 字节码数组*/private byte[] getBinaryData(String name) {InputStream is = null;byte[] result = null;ByteArrayOutputStream baos = null;try {if (name.contains(".")) {String[] split = name.split("\\.");name = split[split.length - 1];}String path = this.path + "\\" + name + ".class";File file = new File(path);if (!file.exists()) {return null;}is = new FileInputStream(file);baos = new ByteArrayOutputStream();byte[] buff = new byte[1024];int len = 0;while ((len = is.read(buff)) != -1) {baos.write(buff, 0, len);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {try {if (is != null) {is.close();}if (baos != null) {result = baos.toByteArray();baos.close();}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}return result;}
}
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3.测试类的字节码文件

新建一个类HelloWorld，有一个公共方法say，注意包名和文件夹名

package com.toly1994.classloader;
public class HelloWorld {public void say() {System.out.println("HelloWorld");}
}
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4.使用LocalClassLoader

使用LocalClassLoader加载刚才的字节码文件，通过反射调用say方法,执行无误
这里要提醒一下:使用javac编译时的jdk版本，要和工程的jdk版本一致，不然会报错

LocalClassLoader loader = new LocalClassLoader("G:\\Out\\java\\com\\toly1994\\classloader");
try {Class<?> clazz = loader.loadClass("com.toly1994.classloader.HelloWorld");;Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor();Object obj = constructor.newInstance();Method say = clazz.getMethod("say");say.invoke(obj);//HelloWorld
} catch (NoSuchMethodException | InvocationTargetException e) {e.printStackTrace();
}|-- 这里可以测试一下obj的类加载器
System.out.println(obj.getClass().getClassLoader());
//classloader.LocalClassLoader@6b71769e
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这样无论.java文件移到磁盘的哪个位置，都可以的通过指定路径加载

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五、自定义类网络类加载器

将刚才的class文件放到服务器上：www.toly1994.com:8089/imgs/HelloW…
然后访问路径来读取字节流，进行类的加载

1.自定义NetClassLoader

核心也就是获取到流，然后findClass中通过defineClass生成Class对象

/*** 作者：张风捷特烈* 时间：2019/3/7/007:14:05* 邮箱：1981462002@qq.com* 说明：网络类加载器*/
public class NetClassLoader extends ClassLoader {private String urlPath;public NetClassLoader(String urlPath) {this.urlPath = urlPath;}@Overrideprotected Class<?> findClass(String name)  {byte[] data = getDataFromNet(urlPath);if (data == null) {return null;}return defineClass(name, data, 0, data.length);}private byte[] getDataFromNet(String urlPath) {byte[] result = null;InputStream is = null;ByteArrayOutputStream baos = null;try {URL url = new URL(urlPath);is = url.openStream();baos = new ByteArrayOutputStream();byte[] buff = new byte[1024];int len = 0;while ((len = is.read(buff)) != -1) {baos.write(buff, 0, len);}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();} finally {try {if (is != null) {is.close();}if (baos != null) {result = baos.toByteArray();baos.close();}} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}}return result;}
}
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2.使用

使用上基本一致

NetClassLoader loader = new NetClassLoader("http://www.toly1994.com:8089/imgs/HelloWorld.class");
try {Class<?> clazz =  loader.loadClass("com.toly1994.classloader.HelloWorld");Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor();Object obj = constructor.newInstance();Method say = clazz.getMethod("say");say.invoke(obj);//HelloWorld
} catch (NoSuchMethodException | InvocationTargetException e) {e.printStackTrace();
}|-- 这里可以测试一下obj的类加载器
System.out.println(obj.getClass().getClassLoader());
//classloader.NetClassLoader@66d2e7d9
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3.父委派机制测试

现在网络和本地都可以，我们让本地的loader当做网络加载的父亲

---->[NetClassLoader#添加构造]------------------------
public NetClassLoader(ClassLoader parent, String urlPath) {super(parent);this.urlPath = urlPath;
}---->[测试类]-----------------------------
LocalClassLoader localLoader = new LocalClassLoader("G:\\Out\\java\\com\\toly1994\\classloader");
//这里讲NetClassLoader的干爹设置为localLoader
NetClassLoader netLoader = new NetClassLoader(localLoader, "http://www.toly1994.com:8089/imgs/HelloWorld.class");
try {Class<?> clazz = netLoader.loadClass("com.toly1994.classloader.HelloWorld");Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor();Object obj = constructor.newInstance();System.out.println(obj.getClass().getClassLoader());//这里打印classloader.LocalClassLoader@591f989eMethod say = clazz.getMethod("say");say.invoke(obj);//HelloWorld
} catch (NoSuchMethodException | InvocationTargetException e) {e.printStackTrace();
}
|-- 可以看到，老爹LocalClassLoader能加载，作为孩子的NetClassLoader就没加载|--- 现在将本地的[删了],老爹LocalClassLoader加载不了，NetClassLoader自己搞
System.out.println(obj.getClass().getClassLoader());
classloader.NetClassLoader@4de8b406
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现在应该很明白父委派机制是怎么玩的了吧，如果NetClassLoader也加载不了，就崩了

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六、class对象的卸载

1.一个类被class被能被GC回收(即：卸载)的条件

[1].该类所有的实例都已经被GC。
[2].加载该类的ClassLoader实例已经被GC。
[3].该类的java.lang.Class对象没有在任何地方被引用。
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2.使用自定义加载器时JVM中的引用关系

LocalClassLoader localLoader = new LocalClassLoader("G:\\Out\\java\\com\\toly1994\\classloader");
Class<?> clazz = localLoader.loadClass("com.toly1994.classloader.HelloWorld");
Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor();
Object obj = constructor.newInstance();
System.out.println(obj.getClass().getClassLoader());
Method say = clazz.getMethod("say");
say.invoke(obj);//HelloWorld|-- 使用上面的类加载器再加载一次com.toly1994.classloader.HelloWorld可见两个class对象一致
System.out.println(clazz.hashCode());//1265210847
Class<?> clazz2 = localLoader.loadClass("com.toly1994.classloader.HelloWorld");
System.out.println(clazz2.hashCode());//1265210847
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2.卸载

LocalClassLoader localLoader = new LocalClassLoader("G:\\Out\\java\\com\\toly1994\\classloader");
Class<?> clazz = localLoader.loadClass("com.toly1994.classloader.HelloWorld");
Constructor<?> constructor = clazz.getConstructor();
Object obj = constructor.newInstance();
Method say = clazz.getMethod("say");
say.invoke(obj);//HelloWorld// 清除引用
obj = null;  //清除该类的实例
localLoader = null;  //清楚该类的ClassLoader引用
clazz = null;  //清除该class对象的引用
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后记：捷文规范

参考文章：

深入理解Java类加载器(ClassLoader)
Java --ClassLoader创建、加载class、卸载class
关于Class实例在堆中还是方法区中?

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1.本文成长记录及勘误表

项目源码	日期	附录
V0.1--无	2018-3-7	无

发布名：JVM之类加载器ClassLoader
捷文链接：juejin.im/post/5c7a95…

2.更多关于我

笔名	QQ	微信
张风捷特烈	1981462002	zdl1994328

我的github：github.com/toly1994328
我的简书：www.jianshu.com/u/e4e52c116…
我的简书：www.jianshu.com/u/e4e52c116…
个人网站：www.toly1994.com

3.声明

1----本文由张风捷特烈原创,转载请注明
2----欢迎广大编程爱好者共同交流
3----个人能力有限，如有不正之处欢迎大家批评指证，必定虚心改正
4----看到这里，我在此感谢你的喜欢与支持