关于java:ClassLoader-中可能被忽视的细节

提到 ClassLoader，最先想到的肯定是“双亲委派”了，加载类时优先应用父类加载器（parent classloader），不过除了这个委托模型之外，还有很多细节值得钻研

加载机会

除了显示调用ClassLoader.loadClass 进行加载Class之外，JVM在上面的5种场景下，也会执行加载Class的操作（由JVM调用ClassLoader.loadClassInternal）

应用new关键字实例化对象的时候、读取或设置一个类的动态字段（被final润饰、已在编译期把后果放入常量池的动态字段除外）的时候，以及调用一个类的静态方法的时候。
应用java.lang.reflect包的办法对类进行反射调用的时候，如果类没有进行过初始化，则须要先触发其初始化。
当初始化一个类的时候，如果发现其父类还没有进行过初始化，则须要先触发其父类的初始化。
当虚拟机启动时，用户须要指定一个要执行的主类（蕴含main()办法的那个类），虚构机会先初始化这个主类。
当应用JDK 1.7的动静语言反对时，如果一个java.lang.invoke.MethodHandle实例最初的解析后果REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic的办法句柄，并且这个办法句柄所对应的类没有进行过初始化，则须要先触发其初始化。

以上几种加载机会，统称为被动援用的形式；除此之外，其余援用类的形式都不会被触发Class的加载

比方上面这种状况，就不属于被动援用，不会进行类的加载

public class NotInitialization {    public static void main(String[] args) {        //依据场景1，读取的是常量，不会造成类的初始化        System.out.println(ConstClass.HELLOWORLD);    }}class ConstClass{    static final String HELLOWORLD = "hello world";    static {        System.out.println("ConstClass init!");    }}

Class.forName

通过 Class.forName 的模式，能够进行进行类的加载，不过这里应用的是调用者（caller）的类加载器，也就是发动Class.forName 办法调用的类的类加载器

public static Class<?> forName(String className)                throws ClassNotFoundException {    //获取caller Class    Class<?> caller = Reflection.getCallerClass();    return forName0(className, true, ClassLoader.getClassLoader(caller), caller);}

类加载器的“传递性”

首先说一下两个概念，定义加载器（defining loader）和初始加载器（initiating loader）

现有一个ClassLoader A，如果通过A间接定义（而不是在A内委托parent classLoader加载）了一个Class X，那么称ClassLoader A是Class X的定义加载器，也称ClassLoader A定义了Class X
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当一个ClassLoader委托parent classLoader进行加载某类（loadClass），那么此时loadClass的classLoader和实际上defineClass的parent classLoader其实并不是同一个

现有一个ClassLoader B，通过ClassLoader B的loadClass办法加载Class Y，无论ClassLoader B是间接define了Class Y，还是委托parent classLoader 去define了Class Y，那么ClassLoader B都是Class Y的initiating loader。只不过如果Class Y是由ClassLoader B间接加载的，那么Class Y的定义加载器和初始加载器 都是ClassLoader B；如果是委托父类parent classLoader C加载的，那么定义加载器就是ClassLoader C，而初始加载器就是ClassLoader B

如下图所示，对于被加载的Class X来说，ClassLoader A就是定义加载器，而实际上ClassLoader A是委托了ClassLoader B去实现define的，所以ClassLoader B是定义加载器

应用Class.forName，这种模式加载的Class，实际上也是应用调用者（caller）的定义加载器

对于下面提到的“被动援用”形式的加载Class，在加载机制上有一些细节须要留神：

JVM在解释Class时实际上是“惰性加载”的，在解释执行的行遇到援用后才会解析援用的Class；比方在办法体中调用了某类，只有在执行到这一行时才会进行加载
对于同一个ClassLoader实例来说，在以后Class中没有加载过的Class，会应用发动援用类的定义加载器（而不是定义加载器）进行加载
如果一个ClassLoader中曾经加载过某个Class，那么就不会再加载（连loadClass都不会调用）；比方Class A里援用了Class X和Class B，Class B里也援用了Class X，那么在执行Class B时，不会再产生loadClass(X)的操作

依据下面几个特点，自定义ClassLoader就比较简单了，比方Spring Boot 提供的可执行Jar（Executable Jar）的ClassLoader实现中：

只须要创立一个负责加载jar包内jar包的ClassLoader（org.springframework.boot.loader.JarLauncher），而后入口类中通过该ClassLoader去加载咱们代码中的Main-Class即可，这样就能够做到加载jar包中的jar包了：

public void run() throws Exception {    //通过后面设置的“负载加载jar包内jar包的ClassLoader”，去加载咱们程序中的main类    Class<?> mainClass = Thread.currentThread().getContextClassLoader()        .loadClass(this.mainClassName);    Method mainMethod = mainClass.getDeclaredMethod("main", String[].class);    mainMethod.invoke(null, new Object[] { this.args });}

参考

https://blogs.oracle.com/sundararajan/understanding-java-class-loading
https://docs.oracle.com/javase/specs/jvms/se7/html/jvms-5.html
《深刻了解Java虚拟机: JVM 高级个性与最佳实际(第2版)》 - 周志明著

加载机会

Class.forName

类加载器 的“传递性”

参考

类加载器的“传递性”