【IT168 专稿】    本文将会从Java平台本身的类加载机制谈起，然后向读者展现WebSphere Application Server（WAS）中如何应用扩展Java本身的类加载机制。本文还将给出一些常见的由类加载的造成的问题，分析背后的原因，并给出相应的解决方案。

    关键字：

    JVM — Java Virtual Machine，Java虚拟机，是运行Java程序的平台，不同的操作系统有不同的实现。

    classloader — 类加载器，是JVM的一个重要组件，完成加载Java Class文件进JVM。

    Class — Java类型定义文件，定义的数据与相应操作方法，可被classloader加载到JVM上根据它产生相应的运行实例，并可以调用相应的方法。

    让我们从最基本的说起 — Java平台的类加载机制

    首先大家要知道为什么要有classloader，它是做什么的？

    Java是一门语言，但它更一个平台，因为它提供了一个运行平台JVM（虚拟机），隔离了将要运行的程序与当前所在的操作系统。

    而在Java这个平台要运行什么本身是动态未知的，我们写的Java程序都是在需要的时候被动态的加载上去的。Java本身提供了一套类加载机器。总的来说，所有装在Java虚拟机上运行的类都是由classloader这个东西来完成的。

    那classloader是如何工作的？

    首先要强调一点，所有的Java类都是由classloader动态的加载到Java虚拟机上然后再动行的。这里的动态主要表现方式是三种，见表1。

    当JVM（Java虚拟机）默认启动时，会形成由三个类加载器组成的初始类加载器层次结构：

    bootstrap classloader

    |

    extension classloader

    |

    system classloader

    bootstrap classloader — 引导（也称为原始）类加载器，它负责加载Java的核心类。

    extension classloader — 扩展类加载器，它负责加载JRE的扩展目录（JAVA_HOME/jre/lib/ext或者由java.ext.dirs系统属性指定的）中JAR的类包。

    system classloader — 系统（也称为应用）类加载器，它负责在JVM被启动时，加载来自在命令java中的-classpath或者java.class.path系统属性或者CLASSPATH操作系统属性所指定的JAR类包和类路径。

    如上所示，classloader是有父子结构的，如system classloader的父亲是extension classloader，extension classloader的父亲bootstrap classloader，bootstrap classloader没有父亲，它是JVM一启动就存在的。

    我们还可以扩展已有的Classloader类，通过覆盖ClassLoader的findClass方法来实现自己的载入策略，甚至覆盖loadClass方法来实现自己的载入过程，这样来满足加载特定类的需求（比如只加载名字前缀是ABC的类）。这样它就成了system classloader下面的第四层。当然，因为这个我们扩展的classloader本身也是一个Java类，它也是被前面的某个classloader加载进来的.

    在默认的JVM设计中，classloader加载Class的过程大致如下：

    1.检测此Class是否载入过（即在JVM中是否有此Class），如果有到第8，如果没有到第2。

    2.如果父亲classloader不存在（没有父亲，那一定是bootstrap classloader了），到第4。

    3.请求父亲classloader载入，如果成功到第8，不成功到第5。

    4.请求JVM让bootstrap classloader去加载，如果成功到第8。

    5.寻找Class文件（从与此classloader相关的类路径中寻找）。如果找不到则到第7。

    6.从文件中载入Class，到第8。

    7.抛出ClassNotFoundException。

    8.返回Class。

    我们可以看到，classloader加载Class的顺序是先委托其parent来加载，直到所有的parent都不能加载才自己去加载。

    Java使用classloader原因，除了可以达到动态性之外，其实最重要的原因还有安全性，体现在下面两点：

    1.核心的类不可能被仿照（这主要是因为先parent委托机制的作用），比如我们不可能加载一个自己写的放在classpath下的java.lang.String类，因为Java总是parent优先，在系统目录下面的String类总是被优先加载。

    2.我们可以指定，控制到特定的载入点，不会误用，比如我只要加载目录的ABC下面的类。

    Java中每个类别都是与加载其进虚拟机的classloader相关联起来的，在同一个运行时的虚拟机中，同一个类型可以被不同的classloader载入多次。