24.2 理解ClassLoader

类ClassLoader是一个抽象类，Application ClassLoader和ExtensionClassLoader的具体实现类分别是sun.misc.Launcher$AppClassLoader和sun.misc.Launcher$ExtClassLoader, Bootstrap ClassLoader不是由Java实现的，没有对应的类。

每个Class对象都有一个方法，可以获取实际加载它的ClassLoader，方法是：

public ClassLoader getClassLoader()

ClassLoader有一个方法，可以获取它的父ClassLoader：

public final ClassLoader getParent()

如果ClassLoader是Bootstrap ClassLoader，返回值为null。比如：

public class ClassLoaderDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ClassLoader cl = ClassLoaderDemo.class.getClassLoader();
        while(cl ! = null) {
            System.out.println(cl.getClass().getName());
            cl = cl.getParent();
        }
        System.out.println(String.class.getClassLoader());
    }
}

输出为：

sun.misc.Launcher$AppClassLoader
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader
null

ClassLoader有一个静态方法，可以获取默认的系统类加载器：

public static ClassLoader getSystemClassLoader()

ClassLoader中有一个主要方法，用于加载类：

public Class<? > loadClass(String name) throws ClassNotFoundException

比如：

ClassLoader cl = ClassLoader.getSystemClassLoader();
try {
    Class<? > cls = cl.loadClass("java.util.ArrayList");
    ClassLoader actualLoader = cls.getClassLoader();
    System.out.println(actualLoader);
} catch (ClassNotFoundException e) {
    e.printStackTrace();
}

需要说明的是，由于委派机制，Class的getClassLoader方法返回的不一定是调用load-Class的ClassLoader，比如，上面代码中，java.util.ArrayList实际由BootStrap ClassLoader加载，所以返回值就是null。

在反射一章，我们介绍过Class的两个静态方法forName：

public static Class<? > forName(String className)
public static Class<? > forName(String name,
    boolean initialize, ClassLoader loader)

第一个方法使用系统类加载器加载，第二个方法指定ClassLoader，参数initialize表示加载后是否执行类的初始化代码（如static语句块），没有指定默认为true。

ClassLoader的loadClass方法与Class的forName方法都可以加载类，它们有什么不同呢？基本是一样的，不过，ClassLoader的loadClass不会执行类的初始化代码，看个例子：

public class CLInitDemo {
    public static class Hello {
        static {
            System.out.println("hello");
        }
    };
    public static void main(String[] args) {
        ClassLoader cl = ClassLoader.getSystemClassLoader();
        String className = CLInitDemo.class.getName() + "$Hello";
        try {
            Class<? > cls = cl.loadClass(className);
        }
        catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

使用ClassLoader加载静态内部类Hello, Hello有一个static语句块，输出”hello”，运行该程序，类被加载了，但没有任何输出，即static语句块没有被执行。如果将loadClass的语句换为：

Class<? > cls = Class.forName(className);

则static语句块会被执行，屏幕将输出”hello”。

我们来看下ClassLoader的loadClass代码，以进一步理解其行为：

public Class<? > loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
    return loadClass(name, false);
}

它调用了另一个loadClass方法，其主要代码为（省略了一些代码，加了注释，以便于理解）：

protected Class<? > loadClass(String name, boolean resolve)
        throws ClassNotFoundException {
    synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
        //首先，检查类是否已经被加载了
        Class c = findLoadedClass(name);
        if(c == null) {
            //没被加载，先委派父ClassLoader或BootStrap ClassLoader去加载
            try {
                if(parent ! = null) {
                    //委派父ClassLoader, resolve参数固定为false
                    c = parent.loadClass(name, false);
                } else {
                    c = findBootstrapClassOrNull(name);
                }
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                //没找到，捕获异常，以便尝试自己加载
            }
            if(c == null) {
                //自己去加载，findClass才是当前ClassLoader的真正加载方法
                c = findClass(name);
            }
        }
        if(resolve) {
            //链接，执行static语句块
            resolveClass(c);
        }
        return c;
    }
}

参数resolve类似Class.forName中的参数initialize，可以看出，其默认值为false，即使通过自定义ClassLoader重写loadClass，设置resolve为true，它调用父ClassLoader的时候，传递的也是固定的false。findClass是一个protected方法，类ClassLoader的默认实现就是抛出ClassNotFoundException，子类应该重写该方法，实现自己的加载逻辑，后文我们会给出具体例子。