當JVM（Java虛擬機）啟動時，會形成由三個類加載器組成的初始類加載器層次結構：



       bootstrap classloader

       extension classloader

       system classloader



bootstrap classloader －引導（也稱為原始）類加載器，它負責加載Java的核心類。在Sun的JVM中，在執(zhí)行java的命令中使用-Xbootclasspath選項或使用 - D選項指定sun.boot.class.path系統(tǒng)屬性值可以指定附加的類。這個加載器的是非常特殊的，它實際上不是 java.lang.ClassLoader的子類，而是由JVM自身實現的。大家可以通過執(zhí)行以下代碼來獲得bootstrap classloader加載了那些核心類庫：

   URL[] urls=sun.misc.Launcher.getBootstrapClassPath().getURLs();

   for (int i = 0; i < urls.length; i++) {

     System.out.println(urls.toExternalform());

   }

在我的計算機上的結果為：

文件:/C:/j2sdk1.4.1_01/jre/lib/endorsed/dom.jar

文件:/C:/j2sdk1.4.1_01/jre/lib/endorsed/sax.jar

文件:/C:/j2sdk1.4.1_01/jre/lib/endorsed/xalan-2.3.1.jar

文件:/C:/j2sdk1.4.1_01/jre/lib/endorsed/xercesImpl-2.0.0.jar

文件:/C:/j2sdk1.4.1_01/jre/lib/endorsed/xml-apis.jar

文件:/C:/j2sdk1.4.1_01/jre/lib/endorsed/xsltc.jar

文件:/C:/j2sdk1.4.1_01/jre/lib/rt.jar

文件:/C:/j2sdk1.4.1_01/jre/lib/i18n.jar

文件:/C:/j2sdk1.4.1_01/jre/lib/sunrsasign.jar

文件:/C:/j2sdk1.4.1_01/jre/lib/jsse.jar

文件:/C:/j2sdk1.4.1_01/jre/lib/jce.jar

文件:/C:/j2sdk1.4.1_01/jre/lib/charsets.jar

文件:/C:/j2sdk1.4.1_01/jre/classes

這時大家知道了為什么我們不需要在系統(tǒng)屬性CLASSPATH中指定這些類庫了吧，因為JVM在啟動的時候就自動加載它們了。



extension classloader －擴展類加載器，它負責加載JRE的擴展目錄（JAVA_HOME/jre/lib/ext或者由java.ext.dirs系統(tǒng)屬性指定的）中JAR的類包。這為引入除Java核心類以外的新功能提供了一個標準機制。因為默認的擴展目錄對所有從同一個JRE中啟動的JVM都是通用的，所以放入這個目錄的 JAR類包對所有的JVM和system classloader都是可見的。在這個實例上調用方法getParent()總是返回空值null，因為引導加載器bootstrap classloader不是一個真正的ClassLoader實例。所以當大家執(zhí)行以下代碼時：

   System.out.println(System.getProperty("java.ext.dirs"));

   ClassLoader extensionClassloader=ClassLoader.getSystemClassLoader().getParent();

   System.out.println("the parent of extension classloader : "+extensionClassloader.getParent());

結果為：

C:\j2sdk1.4.1_01\jre\lib\ext

the parent of extension classloader : null

extension classloader是system classloader的parent，而bootstrap classloader是extension classloader的parent，但它不是一個實際的classloader，所以為null。



system classloader －系統(tǒng)（也稱為應用）類加載器，它負責在JVM被啟動時，加載來自在命令java中的-classpath或者java.class.path系統(tǒng)屬性或者 CLASSPATH*作系統(tǒng)屬性所指定的JAR類包和類路徑。總能通過靜態(tài)方法ClassLoader.getSystemClassLoader()找到該類加載器。如果沒有特別指定，則用戶自定義的任何類加載器都將該類加載器作為它的父加載器。執(zhí)行以下代碼即可獲得：

   System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));

輸出結果則為用戶在系統(tǒng)屬性里面設置的CLASSPATH。

classloader 加載類用的是全盤負責委托機制。所謂全盤負責，即是當一個classloader加載一個Class的時候，這個Class所依賴的和引用的所有 Class也由這個classloader負責載入，除非是顯式的使用另外一個classloader載入；委托機制則是先讓parent（父）類加載器 (而不是super，它與parent classloader類不是繼承關系)尋找，只有在parent找不到的時候才從自己的類路徑中去尋找。此外類加載還采用了cache機制，也就是如果 cache中保存了這個Class就直接返回它，如果沒有才從文件中讀取和轉換成Class，并存入cache，這就是為什么我們修改了Class但是必須重新啟動JVM才能生效的原因。





每個ClassLoader加載Class的過程是：

1.檢測此Class是否載入過（即在cache中是否有此Class），如果有到8,如果沒有到2

2.如果parent classloader不存在（沒有parent，那parent一定是bootstrap classloader了），到4

3.請求parent classloader載入，如果成功到8，不成功到5

4.請求jvm從bootstrap classloader中載入，如果成功到8

5.尋找Class文件（從與此classloader相關的類路徑中尋找）。如果找不到則到7.

6.從文件中載入Class，到8.

7.拋出ClassNotFoundException.

8.返回Class.



其中5.6步我們可以通過覆蓋ClassLoader的findClass方法來實現自己的載入策略。甚至覆蓋loadClass方法來實現自己的載入過程。



類加載器的順序是：

先是bootstrap classloader，然后是extension classloader，最后才是system classloader。大家會發(fā)現加載的Class越是重要的越在靠前面。這樣做的原因是出于安全性的考慮，試想如果system classloader“親自”加載了一個具有破壞性的“java.lang.System”類的后果吧。這種委托機制保證了用戶即使具有一個這樣的類，也把它加入到了類路徑中，但是它永遠不會被載入，因為這個類總是由bootstrap classloader來加載的