JAVA類裝載方式，有兩種:
1.隱式裝載， 程序在運行過程中當碰到通過new 等方式生成對象時，隱式調用類裝載器加載對應的類到jvm中。 2.顯式裝載， 通過class.forname()等方法，顯式加載需要的類
類加載的動態性體現:
一個應用程序總是由n多個類組成，Java程序啟動時，並不是一次把所有的類全部加載后再運行，它總是先把保證程序運行的基礎類一次性加載到jvm中，其它類等到jvm用到的時候再加載，這樣的好處是節省了內存的開銷，因為java最早就是為嵌入式系統而設計的，內存寶貴，這是一種可以理解的機制，而用到時再加載這也是java動態性的一種體現
java類裝載器
JDK 默認提供了如下幾種ClassLoader
Bootstrp loader
Bootstrp加載器是用C++語言寫的，它是在Java虛擬機啟動后初始化的，它主要負責加載%JAVA_HOME%/jre/lib,-Xbootclasspath參數指定的路徑以及%JAVA_HOME%/jre/classes中的類。
ExtClassLoader
Bootstrp loader加載ExtClassLoader,並且將ExtClassLoader的父加載器設置為Bootstrp loader.ExtClassLoader是用Java寫的，具體來說就是 sun.misc.Launcher$ExtClassLoader，ExtClassLoader主要加載%JAVA_HOME%/jre/lib/ext，此路徑下的所有classes目錄以及java.ext.dirs系統變量指定的路徑中類庫。AppClassLoader
Bootstrp loader加載完ExtClassLoader后，就會加載AppClassLoader,並且將AppClassLoader的父加載器指定為 ExtClassLoader。AppClassLoader也是用Java寫成的，它的實現類是 sun.misc.Launcher$AppClassLoader，另外我們知道ClassLoader中有個getSystemClassLoader方法,此方法返回的正是AppclassLoader.AppClassLoader主要負責加載classpath所指定的位置的類或者是jar文檔，它也是Java程序默認的類加載器。
綜上所述，它們之間的關系可以通過下圖形象的描述：
類加載器之間是如何協調工作的
前面說了，java中有三個類加載器，問題就來了，碰到一個類需要加載時，它們之間是如何協調工作的，即java是如何區分一個類該由哪個類加載器來完成呢。 在這里java采用了委托模型機制，這個機制簡單來講，就是“類裝載器有載入類的需求時，會先請示其Parent使用其搜索路徑幫忙載入，如果Parent 找不到,那么才由自己依照自己的搜索路徑搜索類”
下面舉一個例子來說明，為了更好的理解，先弄清楚幾行代碼：
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1
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19
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Public
class
Test
{
Public
static
void
main
(
String
[
]
arg
)
{
ClassLoader
c
=
Test
.
class
.
getClassLoader
(
)
;
//獲取Test類的類加載器
System
.
out
.
println
(
c
)
;
ClassLoader
c1
=
c
.
getParent
(
)
;
//獲取c這個類加載器的父類加載器
System
.
out
.
println
(
c1
)
;
ClassLoader
c2
=
c1
.
getParent
(
)
;
//獲取c1這個類加載器的父類加載器
System
.
out
.
println
(
c2
)
;
}
}
|
運行結果：
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1
2
3
4
5
|
……
AppClassLoader……
……
ExtClassLoader……
Null
|
可以看出Test是由AppClassLoader加載器加載的，AppClassLoader的Parent 加載器是 ExtClassLoader,但是ExtClassLoader的Parent為 null 是怎么回事呵，朋友們留意的話，前面有提到Bootstrap Loader是用C++語言寫的，依java的觀點來看，邏輯上並不存在Bootstrap Loader的類實體，所以在java程序代碼里試圖打印出其內容時，我們就會看到輸出為null。
類裝載器ClassLoader（一個抽象類）描述一下JVM加載class文件的原理機制
類裝載器就是尋找類或接口字節碼文件進行解析並構造JVM內部對象表示的組件，在java中類裝載器把一個類裝入JVM，經過以下步驟：
1、裝載：查找和導入Class文件 2、鏈接：其中解析步驟是可以選擇的 （a）檢查：檢查載入的class文件數據的正確性 （b）准備：給類的靜態變量分配存儲空間 （c）解析：將符號引用轉成直接引用 3、初始化：對靜態變量，靜態代碼塊執行初始化工作
類裝載工作由ClassLoder和其子類負責。JVM在運行時會產生三個ClassLoader：根裝載器，ExtClassLoader(擴展類裝載器)和AppClassLoader，其中根裝載器不是ClassLoader的子類，由C++編寫，因此在java中看不到他，負責裝載JRE的核心類庫，如JRE目錄下的rt.jar,charsets.jar等。ExtClassLoader是ClassLoder的子類，負責裝載JRE擴展目錄ext下的jar類包；AppClassLoader負責裝載classpath路徑下的類包，這三個類裝載器存在父子層級關系****，即根裝載器是ExtClassLoader的父裝載器，ExtClassLoader是AppClassLoader的父裝載器。默認情況下使用AppClassLoader裝載應用程序的類
Java裝載類使用“全盤負責委托機制”。“全盤負責”是指當一個ClassLoder裝載一個類時，除非顯示的使用另外一個ClassLoder，該類所依賴及引用的類也由這個ClassLoder載入；“委托機制”是指先委托父類裝載器尋找目標類，只有在找不到的情況下才從自己的類路徑中查找並裝載目標類。這一點是從安全方面考慮的，試想如果一個人寫了一個惡意的基礎類（如java.lang.String）並加載到JVM將會引起嚴重的后果，但有了全盤負責制，java.lang.String永遠是由根裝載器來裝載，避免以上情況發生 除了JVM默認的三個ClassLoder以外，第三方可以編寫自己的類裝載器，以實現一些特殊的需求。類文件被裝載解析后，在JVM中都有一個對應的java.lang.Class對象，提供了類結構信息的描述。數組，枚舉及基本數據類型，甚至void都擁有對應的Class對象。Class類沒有public的構造方法，Class對象是在裝載類時由JVM通過調用類裝載器中的defineClass()方法自動構造的。
線程上下文類加載器
線程上下文類加載器（context class loader）是從 JDK 1.2 開始引入的。類 java.lang.Thread中的方法 getContextClassLoader()和 setContextClassLoader(ClassLoader cl)用來獲取和設置線程的上下文類加載器。如果沒有通過 setContextClassLoader(ClassLoader cl)方法進行設置的話，線程將繼承其父線程的上下文類加載器。Java 應用運行的初始線程的上下文類加載器是系統類加載器。在線程中運行的代碼可以通過此類加載器來加載類和資源。
前面提到的類加載器的代理模式並不能解決 Java 應用開發中會遇到的類加載器的全部問題。Java 提供了很多服務提供者接口（Service Provider Interface，SPI），允許第三方為這些接口提供實現。常見的 SPI 有 JDBC、JCE、JNDI、JAXP 和 JBI 等。這些 SPI 的接口由 Java 核心庫來提供，如 JAXP 的 SPI 接口定義包含在 javax.xml.parsers包中。這些 SPI 的實現代碼很可能是作為 Java 應用所依賴的 jar 包被包含進來，可以通過類路徑（CLASSPATH）來找到，如實現了 JAXP SPI 的 Apache Xerces所包含的 jar 包。SPI 接口中的代碼經常需要加載具體的實現類。如 JAXP 中的 javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory類中的 newInstance()方法用來生成一個新的 DocumentBuilderFactory的實例。這里的實例的真正的類是繼承自 javax.xml.parsers.DocumentBuilderFactory，由 SPI 的實現所提供的。如在 Apache Xerces 中，實現的類是 org.apache.xerces.jaxp.DocumentBuilderFactoryImpl。而問題在於，SPI 的接口是 Java 核心庫的一部分，是由引導類加載器來加載的；SPI 實現的 Java 類一般是由系統類加載器來加載的。引導類加載器是無法找到 SPI 的實現類的，因為它只加載 Java 的核心庫。它也不能代理給系統類加載器，因為它是系統類加載器的祖先類加載器。也就是說，類加載器的代理模式無法解決這個問題。線程上下文類加載器正好解決了這個問題。如果不做任何的設置，Java 應用的線程的上下文類加載器默認就是系統上下文類加載器。在 SPI 接口的代碼中使用線程上下文類加載器，就可以成功的加載到 SPI 實現的類。線程上下文類加載器在很多 SPI 的實現中都會用到。
類加載器與Web容器
對於運行在 Java EE容器中的 Web 應用來說，類加載器的實現方式與一般的 Java 應用有所不同。不同的 Web 容器的實現方式也會有所不同。以 Apache Tomcat 來說，每個 Web 應用都有一個對應的類加載器實例。該類加載器也使用代理模式，所不同的是它是首先嘗試去加載某個類，如果找不到再代理給父類加載器。這與一般類加載器的順序是相反的。這是 Java Servlet 規范中的推薦做法，其目的是使得 Web 應用自己的類的優先級高於 Web 容器提供的類。這種代理模式的一個例外是：Java 核心庫的類是不在查找范圍之內的。這也是為了保證 Java 核心庫的類型安全。
絕大多數情況下，Web 應用的開發人員不需要考慮與類加載器相關的細節。下面給出幾條簡單的原則：
（1）每個 Web 應用自己的 Java 類文件和使用的庫的 jar 包，分別放在 WEB-INF/classes和 WEB-INF/lib目錄下面。
（2）多個應用共享的 Java 類文件和 jar 包，分別放在 Web 容器指定的由所有 Web 應用共享的目錄下面。
（3）當出現找不到類的錯誤時，檢查當前類的類加載器和當前線程的上下文類加載器是否正確。
類加載器與OSGi
OSGi是 Java 上的動態模塊系統。它為開發人員提供了面向服務和基於組件的運行環境，並提供標准的方式用來管理軟件的生命周期。OSGi 已經被實現和部署在很多產品上，在開源社區也得到了廣泛的支持。Eclipse就是基於OSGi 技術來構建的。
OSGi 中的每個模塊（bundle）都包含 Java 包和類。模塊可以聲明它所依賴的需要導入（import）的其它模塊的 Java 包和類（通過 Import-Package），也可以聲明導出（export）自己的包和類，供其它模塊使用（通過 Export-Package）。也就是說需要能夠隱藏和共享一個模塊中的某些 Java 包和類。這是通過 OSGi 特有的類加載器機制來實現的。OSGi 中的每個模塊都有對應的一個類加載器。它負責加載模塊自己包含的 Java 包和類。當它需要加載 Java 核心庫的類時（以 java開頭的包和類），它會代理給父類加載器（通常是啟動類加載器）來完成。當它需要加載所導入的 Java 類時，它會代理給導出此 Java 類的模塊來完成加載。模塊也可以顯式的聲明某些 Java 包和類，必須由父類加載器來加載。只需要設置系統屬性 org.osgi.framework.bootdelegation的值即可。
假設有兩個模塊 bundleA 和 bundleB，它們都有自己對應的類加載器 classLoaderA 和 classLoaderB。在 bundleA 中包含類 com.bundleA.Sample，並且該類被聲明為導出的，也就是說可以被其它模塊所使用的。bundleB 聲明了導入 bundleA 提供的類 com.bundleA.Sample，並包含一個類 com.bundleB.NewSample繼承自 com.bundleA.Sample。在 bundleB 啟動的時候，其類加載器 classLoaderB 需要加載類 com.bundleB.NewSample，進而需要加載類 com.bundleA.Sample。由於 bundleB 聲明了類 com.bundleA.Sample是導入的，classLoaderB 把加載類 com.bundleA.Sample的工作代理給導出該類的 bundleA 的類加載器 classLoaderA。classLoaderA 在其模塊內部查找類 com.bundleA.Sample並定義它，所得到的類 com.bundleA.Sample實例就可以被所有聲明導入了此類的模塊使用。對於以 java開頭的類，都是由父類加載器來加載的。如果聲明了系統屬性 org.osgi.framework.bootdelegation=com.example.core.*，那么對於包 com.example.core中的類，都是由父類加載器來完成的。
OSGi 模塊的這種類加載器結構，使得一個類的不同版本可以共存在 Java 虛擬機中，帶來了很大的靈活性。不過它的這種不同，也會給開發人員帶來一些麻煩，尤其當模塊需要使用第三方提供的庫的時候。下面提供幾條比較好的建議：
（1）如果一個類庫只有一個模塊使用，把該類庫的 jar 包放在模塊中，在 Bundle-ClassPath中指明即可。
（2）如果一個類庫被多個模塊共用，可以為這個類庫單獨的創建一個模塊，把其它模塊需要用到的 Java 包聲明為導出的。其它模塊聲明導入這些類。
（3）如果類庫提供了 SPI 接口，並且利用線程上下文類加載器來加載 SPI 實現的 Java 類，有可能會找不到 Java 類。如果出現了 NoClassDefFoundError異常，首先檢查當前線程的上下文類加載器是否正確。通過 Thread.currentThread().getContextClassLoader()就可以得到該類加載器。該類加載器應該是該模塊對應的類加載器。如果不是的話，可以首先通過 class.getClassLoader()來得到模塊對應的類加載器，再通過 Thread.currentThread().setContextClassLoader()來設置當前線程的上下文類加載器。