Classloader在運行期會以父/子的層次結構存在，每個Classloader的實例都持有其父Classloader的引用，而父Classloader并不持有子Classloader的引用，從而形成一條單向鏈，當一個類裝載請求被提交到某個Classloader時，其默認的類裝載過程如下：
檢查這個類有沒有被裝載過，如果已經裝載過，則直接返回；
調用父Classloader去裝載類，如果裝載成功直接返回；
調用自身的裝載類的方法，如果裝載成功直接返回；
上述所有步驟都沒有成功裝載到類，拋出ClassNotFoundException；
每一層次的Classloader都重復上述動作。
簡單說，當Classloader鏈上的某一Classloader收到類裝載請求時，會按順序向上詢問其所有父節點，直至最頂端（BootstrapClassLoader），任何一個節點成功受理了此請求，則返回，如果所有父節點都不能受理，這時候才由被請求的Classloader自身來裝載這個類，如果仍然不能裝載，則拋出異常。
類裝載的方式
類裝載的方式主要有兩種：顯式的和隱式的。
顯式類裝載
發生在使用以下方法調用進行裝載類的時候：
ClassLoader.loadClass()（使用指定的Classloader進行裝載）
Class.forName()（使用當前類的Caller Classloader進行裝載）
當調用上述方法的時候，指定的Class（以類名為參數）由Classloader裝入。這兩個方法的行為有輕微的區別，Class.forName()在類裝載完成后，會對類進行初始化，而ClassLoader.loadClass()只負責裝載類。
隱式類裝載
發生在由于引用、實例化或繼承導致需要裝載類的時候。隱式類裝載是在幕后啟動的，JVM會解析必要的引用并裝載類。
類的裝載通常組合了顯式和隱式兩種方式。例如，Classloader可能先顯式地裝載一個類，然后再隱式地裝載它引用的其它類。
一個基本的Classloader的層次結構
上圖顯示了一個基本的Classloader的層次結構。在給定層次上的Classloader不能引用任何層次低于它的Classloader，另外，它的子Classloader裝載的類對于其是不可見的。在上圖中，如果Foo.class是由ClassLoaderB裝載的，并且Foo.class依賴于Bar.class，那么Bar.class必須由ClassLoaderA或B裝載。如果Bar.class只是對ClassLoaderC和D可見，那么將會發生ClassNotFoundException或者NoClassDefFoundError異常。
如果Bar.class分別對于兩個平級的Classloader可見（例如C和D），但對于它們的父Classloader不可見，那么當類裝載請求發送到這兩個Classloader時，每一個Classloader會裝載自己版本的類。ClassLoaderC裝載的Bar.class的實例將不兼容于ClassLoaderD裝載的Bar.class的實例。如果對Classloader的層次結構不了解，試圖使用由ClassLoaderC裝載的類去造型一個ClassLoaderD裝載的Bar.class的實例，則會發生造型失敗（ClassCastException）。
基本的Classloader
最基本的Classloader是Bootstrap Classloader和System Classloader（也有人稱之為AppClassLoader），只要寫過java程序，都會用到這兩個Classloader。
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Bootstrap Classloader
這個Classloader裝載Java虛擬機提供的基本運行時刻類（$JAVA_HOME/jre/lib），還包括放置在系統擴展目錄（$JAVA_HOME/jre/lib/ext）內的JAR文件中的類。這個Classloader是java程序最頂層的Classloader，只有它沒有父Classloader。如果你將一個自己寫的類或第三方jar包放進$JAVA_HOME/jre/lib/ext目錄中，那么它將被Bootstrap Classloader裝載。
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System Classloader
System Classloader通常負責裝載系統環境變量CLASSPATH中設置的類。由System Classloader裝載的類對于Apusic服務器內部的類和部署在Apusic服務器上的J2EE應用（通常打包成ear）都是可見的。%APUSIC_HOME%/lib目錄下的jar文件是Apusic應用服務器的核心類，一般把這些jar文件都加在系統CLASSPATH中。另外，一些公用類也可以加在系統CLASSPATH中，如JDBC驅動程序等。
自定義Classloader
在編寫應用代碼的時候，常常有需要動態加載類和資源，比如顯式的調用classLoader.loadClass(“ClassName”)，雖然直接使用ClassLoader.getSystemClassLoader()，可以得到SystemlassLoader來完成這項任務。但是，由于System Classloader是JVM創建的Classloader，它的職責有限，只適合于普通的java應用程序，在很多復雜場景中不能滿足需求，比如在應用服務器中。這時候就需要自行實現一個Classloader的子類，實現特定的行為。Apusic應用服務器中就定義了若干個特有的Classloader，負責裝載部署在Apusic中的JavaEE應用中的類，這里并不試圖去描述如何實現一個自定義的Classloader.
Caller Classloader和線程上下文Classloader
動態加載資源時，往往有三種Classloader可選擇：System Classloader、Caller Classloader、當前線程的上下文Classloader。System Classloader前面已經描述過了，下面我們看看什么是Caller Classloader、當前線程的上下文Classloader。
Caller Classloader
Caller Classloader指的是當前所在的類裝載時使用的Classloader，它可能是System Classloader，也可能是一個自定義的Classloader，這里，我們都稱之為Caller Classloader。我們可以通過getClass().getClassLoader()來得到Caller Classloader。例如，存在A類，是被AClassLoader所加載，A.class.getClassLoader()為AClassLoader的實例，它就是A.class的Caller Classloader。
如果在A類中使用new關鍵字，或者Class.forName(String className)和Class.getResource(String resourceName)方法，那么這時也是使用Caller Classloader來裝載類和資源。比如在A類中初始化B類：
/**
* A.java
*/
...
public void foo() {
B b = new B();
b.setName("b");
}
那么，B類由當前Classloader，也就是AClassloader裝載。同樣的，修改上述的foo方法，其實現改為：
Class clazz = Class.forName("foo.B");
最終獲取到的clazz，也是由AClassLoader所裝載。
那么，如何使用指定的Classloader去完成類和資源的裝載呢？或者說，當需要去實例化一個Caller Classloader和它的父Classloader都不能裝載的類時，怎么辦呢？
一個很典型的例子是JAXP，當使用xerces的SAX實現時，我們首先需要通過rt.jar中的javax.xml.parsers.SAXParserFactory.getInstance()得到xercesImpl.jar中的org.apache.xerces.jaxp.SAXParserFactoryImpl的實例。由于JAXP的框架接口的class位于JAVA_HOME/lib/rt.jar中，由Bootstrap Classloader裝載，處于Classloader層次結構中的最頂層，而xercesImpl.jar由低層的Classloader裝載，也就是說SAXParserFactoryImpl是在SAXParserFactory中實例化的，如前所述，使用SAXParserFactory的Caller Classloader(這里是Bootstrap Classloader)是完成不了這個任務的。
這時，我們就需要了解一下線程上下文Classloader了
線程上下文Classloader
每個線程都有一個關聯的上下文Classloader。如果使用new Thread()方式生成新的線程，新線程將繼承其父線程的上下文Classloader。如果程序對線程上下文Classloader沒有任何改動的話，程序中所有的線程將都使用System Classloader作為上下文Classloader。
當使用Thread.currentThread().setContextClassLoader(classloader)時，線程上下文Classloader就變成了指定的Classloader了。此時，在本線程的任意一處地方，調用Thread.currentThread().getContextClassLoader()，都可以得到前面設置的Classloader。
回到JAXP的例子，假設xercesImpl.jar只有AClassLoader能裝載，現在A.class內部要使用JAXP，但是A.class卻不是由AClassLoader或者它的子Classloader裝載的，那么在A.class中，應該這樣寫才能正確得到xercesImpl的實現：
AClassLoader aClassLoader = new AClassLoader(parent);
Thread.currentThread().setContextClassLoader(aClassLoader);
SAXParserFactory factory = SAXParserFactory.getInstance();
...
JAXP這時就可以通過線程上下文Classloader裝載xercesImpl的實現類了，當然，還有一個前提是在配制文件或啟動參數中指定了使用xerces作為JAXP的實現。下面是JAXP中的代碼片斷：
ClassLoader cl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
…
Class providerClass = cl.loadClass(className);
…
JVM中類的唯一性
JVM為每一個Classloader維護一個唯一標識。在一個JVM里（對應一個Java進程），可以由不同的Classloader裝載多個同名的類（指包名和類名都完全相同，下同），為了唯一地標識被不同Classloader裝載的類，JVM會在被裝載的類名前加上裝載該類的Classloader的標識。