类加载 - 被谁加载

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类加载包含两部分：一部分是被谁加载，另一部分是如何加载。
被谁加载是指 ClassLoader 的双亲委派模型，如何加载是指类的加载过程。
这篇博客介绍双亲委派模型，特别感谢 @书呆子Rico老师 的博客

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ClassLoader 结构核心思想

class ClassLoader {
    /**
     * 父加载器
     */
    ClassLoader parent;
    /**
     * 已经加载的 class
     * 这个属性是我假想的，为了配合 {@link #findLoadedClass} 的猜想
     */
    Map loadedClasses;

    /**
     * 尝试从已经加载的类中寻找，如果没有返回 null
     * 真实的实现是 native 方法，我猜想是存了一个类名到类实例的映射，如下
     */
    Class findLoadedClass(String name){
        return loadedClasses.get(name);
    }

    /**
     * 当前类加载器尝试去加载一个类，内部实现就是类的加载过程
     * 为什么说尝试？因为当前类加载器可能无法加载这个类，会返回 null
     */
    Class findClass(String name){}

    /**
     * 双亲委派模型的实现，也是类加载的直接入口
     */
    Class loadClass(String name){}
}

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双亲委派模型

当类加载器尝试加载一个类时，会首先查看自己加载过的类。如果没有查找到，不是马上去加载，而是去询问父加载器（这是一个递归的过程）。如果父加载器也没有加载，自己才会加载。双亲委派模型是通过组合的方式实现的，不是继承。

双亲委派模型图

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双亲委派实现自己实现的伪代码

Class loadClass(String name) {
    // 查找自己加载过的类
    Class loadedClass = findLoadedClass(name);
    if (loadedClass == null) {
        // 尝试让父类加载
        if (parent == null) {
            // 调用 BootstrapClassLoader 去加载，后面介绍 Java 类加载器的层级结构
        } else {
            loadedClass = parent.loadClass(name);
        }
        // 如果父类没有加载，自己加载
        if (loadedClass == null) {
            loadedClass = findClass(name);
        }
    }
    // 返回最终结果，此时还有可能为 null
    // 如果当前类加载器有子加载器，则子加载器还会尝试加载，否则就会包 ClassNotFoundException
    return loadedClass;
}

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双亲委派作用

• 防止类重复加载提高效率
• 保证核心类安全，无法被替换
  假设通过网络传递一个名为java.lang.Integer的类，通过双亲委托模式传递到启动类加载器，而启动类加载器在核心Java API发现这个名字的类，发现该类已被加载，并不会重新加载网络传递的过来的类，而直接返回已加载过的Integer.class，这样便可以防止核心API库被随意篡改。

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Java 类加载器层级结构

如双亲委派模型图中展示的，Java 中现有类加载器分三层。

• BootstrapClassLoader，启动类加载器，顶级类加载器，由 native 实现，加载JAVA_HOME/lib下面的核心类库或-Xbootclasspath选项指定的jar包等虚拟机识别的类。
• ExtClassLoader，拓展类加载器，父加载器是BootstrapClassLoader，所以parent==null，加载JAVA_HOME /lib/ext或者由系统变量-Djava.ext.dir指定位置中的类。
• AppClassLoader，系统类加载器，默认的类加载器，也是自定义类加载器的父加载器，加载当前类所在路径及其引用的第三方类。