Java源码阅读：类加载器问题实例

原创电玩女神 2024-11-01 18:33 11阅读 0赞

在Java中，类加载器（ClassLoader）是负责将类（.class文件）加载到JVM中的组件。Java提供了几种不同的类加载器，包括：

1. **启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）**：用C++实现，是虚拟机自带的类加载器，负责加载JAVA_HOME/jre/lib目录中的核心类库，或者-Xbootclasspath参数指定的路径中的类。
2. **扩展类加载器（Extension ClassLoader）**：由Java语言实现，继承自ClassLoader类，负责加载JAVA_HOME/jre/lib/ext目录或者由系统属性java.ext.dirs指定位置中的类库。
3. **应用程序类加载器（Application ClassLoader）**：也称为系统类加载器，由Java语言实现，继承自ClassLoader类，负责加载环境变量classpath或系统属性java.class.path指定路径下的类库。

类加载器之间存在一个层次关系，称为类加载器的双亲委派模型（Parent Delegation Model）。在这个模型中，如果一个类加载器收到了类加载请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器去完成，如果父类加载器还存在其父类加载器，则进一步向上委派，请求一直传递到顶层的启动类加载器，如果父类加载器可以完成类加载任务，就成功返回；如果父类加载器无法完成此加载任务，子加载器才尝试自己去加载。

下面是一个简单的类加载器问题实例：

假设我们有两个类，`A`和`B`，`B`继承自`A`。`A`类在系统类路径中，而`B`类在用户自定义的类路径中。

```java// A.javapublic class A {
 public void show() {
 System.out.println("A's show()");
 }
}

// B.javapublic class B extends A {
 public void show() {
 System.out.println("B's show()");
 }
}
```如果我们尝试加载`B`类，并且调用`show()`方法，根据双亲委派模型，JVM会首先尝试使用系统类加载器加载`B`类，但由于`B`类不在系统类路径中，系统类加载器会委托给扩展类加载器，扩展类加载器也无法加载，最后委托给启动类加载器，启动类加载器也无法加载，因为`B`类不在核心类库中。此时，系统类加载器会尝试从用户自定义的类路径中加载`B`类，成功加载后，调用`show()`方法，输出"B's show()"。

但如果我们尝试直接加载`A`类，并尝试调用`B`类的`show()`方法，由于`A`类和`B`类不在同一个类加载器中，这将导致`ClassCastException`，因为`A`类加载器加载的`A`对象实际上无法转换为`B`类。

```javapublic class Main {
 public static void main(String[] args) throws Exception {
ClassLoader myLoader = new ClassLoader() {
@Override public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
if (name.equals("B")) {
byte[] b = ...; //从文件系统或其他来源加载B类的字节码 return defineClass(name, b,0, b.length);
 }
 return super.loadClass(name);
 }
};

Class<?> aClass = Class.forName("A");
Class<?> bClass = myLoader.loadClass("B");

A a = (A) bClass.newInstance();
 a.show(); //这里会抛出ClassCastException }
}
```在这个例子中，`A`类和`B`类被不同的类加载器加载，因此即使`B`是`A`的子类，也不能将`B`的实例强制转换为`A`的类型，因为它们在JVM中是两个完全不同的类。这就是类加载器问题的一个实例。