加载类的开放性

        类加载器（ClassLoader）是 Java 语言的一项创新，也是 Java 流行的一个重要原因。在类加载的第一阶段“加载”过程中，需要通过一个类的全限定名来获取定义此类的二进制字节流，完成这个动作的代码块就是 类加载器。这一动作是放在 Java 虚拟机外部去实现的，以便让应用程序自己决定如何获取所需的类。

虚拟机规范并没有指明二进制字节流要从一个 Class 文件获取，或者说根本没有指明从哪里获取、怎样获取。这种开放使得 Java 在很多领域得到充分运用，例如：

• 从 ZIP 包中读取，这很常见，成为 JAR，EAR，WAR 格式的基础
• 从网络中获取，最典型的应用就是 Applet
• 运行时计算生成，最典型的是动态代理技术，在 java.lang.reflect.Proxy 中，就是用了 ProxyGenerator.generateProxyClass 来为特定接口生成形式为“*$Proxy”的代理类的二进制字节流
• 有其他文件生成，最典型的 JSP 应用，由 JSP 文件生成对应的 Class 类

类加载器与类的唯一性

       类加载器虽然只用于实现类的加载动作，但是对于任意一个类，都需要由加载它的类加载器和这个类本身共同确立其在 Java 虚拟机中的 唯一性。通俗的说，JVM 中两个类是否“相等”，首先就必须是同一个类加载器加载的，否则，即使这两个类来源于同一个 Class 文件，被同一个虚拟机加载，只要类加载器不同，那么这两个类必定是不相等的。

这里的“相等”，包括代表类的 Class 对象的 equals() 方法、isAssignableFrom() 方法、isInstance()方法的返回结果，也包括使用 instanceof 关键字做对象所属关系判定等情况。

下代码说明了不同的类加载器对 instanceof 关键字运算的结果的影响。

package com.jvm.classloading;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;

/**
 * 类加载器在类相等判断中的影响
 * 
 * instanceof关键字
 * 
 */

public class ClassLoaderTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 自定义类加载器
        ClassLoader myLoader = new ClassLoader() {
            @Override
            public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
                try {
                    String fileName = name.substring(name.lastIndexOf(".") + 1) + ".class";
                    InputStream is = getClass().getResourceAsStream(fileName);
                    if (is == null) {
                        return super.loadClass(fileName);
                    }
                    byte[] b = new byte[is.available()];
                    is.read(b);
                    return defineClass(name, b, 0, b.length);   
                } catch (IOException e) {
                    throw new ClassNotFoundException();
                }
            }
        };

        // 使用 ClassLoaderTest 的类加载器加载本类
        Object obj1 = ClassLoaderTest.class.getClassLoader().loadClass("com.jvm.classloading.ClassLoaderTest").newInstance();
        System.out.println(obj1.getClass());
        System.out.println(obj1 instanceof com.jvm.classloading.ClassLoaderTest);

        // 使用自定义类加载器加载本类
        Object obj2 = myLoader.loadClass("com.jvm.classloading.ClassLoaderTest").newInstance();
        System.out.println(obj2.getClass());
        System.out.println(obj2 instanceof com.jvm.classloading.ClassLoaderTest);
    }
}

输出结果：

class com.jvm.classloading.ClassLoaderTest
true
class com.jvm.classloading.ClassLoaderTest
false

       myLoader 是自定义的类加载器，可以用来加载与自己在同一路径下的 Class 文件。main 函数的第一部分使用系统加载主类 ClassLoaderTest 的类加载器加载 ClassLoaderTest，输出显示，obj1 的所属类型检查正确，这是虚拟机中有 2 个 ClassLoaderTest 类，一个是主类，另一个是 main() 方法中加载的类，由于这两个类使用同一个类加载器加载并且来源于同一个 Class 文件，因此这两个类是完全相同的。

       第二部分使用自定义的类加载器加载 ClassLoaderTest，class com.jvm.classloading.ClassLoaderTest 显示，obj2 确实是类 com.jvm.classloading.ClassLoaderTest 实例化出来的对象，但是第二句输出 false。此时虚拟机中有 3 个 ClassLoaderTest 类，由于第 3 个类的类加载器与前面 2 个类加载器不同，虽然来源于同一个 Class 文件，但它是一个独立的类，所属类型检查是返回结果自然是 false。

类加载器种类

       从 Java 虚拟机的角度来说，只存在两种不同的类加载器：一种是启动类加载器（Bootstrap ClassLoader），这个类加载器使用 C++ 语言实现（HotSpot 虚拟机中），是虚拟机自身的一部分；另一种就是所有其他的类加载器，这些类加载器都有 Java 语言实现，独立于虚拟机外部，并且全部继承自 java.lang.ClassLoader。

从开发者的角度，类加载器可以细分为：

• 启动（Bootstrap）类加载器：负责将 Java_Home/lib 下面的类库加载到内存中（比如 rt.jar）。由于引导类加载器涉及到虚拟机本地实现细节，开发者无法直接获取到启动类加载器的引用，所以不允许直接通过引用进行操作。
• 标准扩展（Extension）类加载器：是由 Sun 的 ExtClassLoader（sun.misc.Launcher$ExtClassLoader）实现的。它负责将 Java_Home /lib/ext 或者由系统变量 java.ext.dir 指定位置中的类库加载到内存中。开发者可以直接使用标准扩展类加载器。
• 应用程序（Application）类加载器：是由 Sun 的 AppClassLoader（sun.misc.Launcher$AppClassLoader） 实现的。它负责将系统类路径（CLASSPATH）中指定的类库加载到内存中。开发者可以直接使用系统类加载器。由于这个类加载器是 ClassLoader 中的 getSystemClassLoader() 方法的返回值，因此一般称为系统（System）加载器。

       除此之外，还有自定义的类加载器，它们之间的层次关系被称为类加载器的 双亲委派模型。该模型要求除了顶层的启动类加载器外，其余的类加载器都应该有自己的父类加载器，而这种父子关系一般通过组合（Composition）关系来实现，而不是通过继承（Inheritance）。