类加载器类加载器(classloader)用来加载 class字节码到 java 虚拟机中。一般来说，java 虚拟机使用 java 类的方式如下：java 源文件在经过 javac之后就被转换成 java 字节码文件(.class 文件)。类加载器负责读取 java 字节代码，并转换成 java.lang.class 类的一个实例。每一个这样的实例用来表示一个 java 类。实际的情况可能更加复杂，比如 java 字节代码可能是通过工具动态生成的，也可能是通过网络下载。
类与类加载器类加载器虽然只用于实现类的加载动作，但它在java程序中起到的作用却远远不限于类加载阶段。对于任意一个类，都需要由加载它的类加载器和这个类本身一同确立其在java虚拟中的唯一性。说通俗一些，比较两个类是否“相等”，只有在两个类是由同一个类加载器的前提之下才有意义，否则，即使这两个类来源于同一个class文件，只要加载它的类加载器不同，那这两个类必定不相等。这里所指的“相等”包括代表类的class对象的equal方法、isassignablefrom()、isinstance()方法及instance关键字返回的结果。
类加载器分类：
主要分为bootstrap classloader、extension classloader、application classloader和user defined classloader。
启动类加载器(bootstrap classloader)：
这个类加载器使用c++语言实现，并非classloader的子类。主要负责加载存放在java_home / jre / lib / rt.jar里面所有的class文件，或者被-xbootclasspath参数所指定路径中以rt.jar命名的文件。
扩展类加载器(extension classloader)：
这个加载器由sun.misc.launcher$extclassloader实现，它负责加载ava_home / lib / ext目录中的，或者被java.ext.dirs系统变量所指定的路径中的所有类库。
应用程序类加载器(application classloader)：
这个加载器由sun.misc.launcher$appclassloader实现，它负责加载classpath对应的jar及目录。一般情况下这个就是程序中默认的类加载器。
自定义类加载器(user defined classloader)：
开发人员继承classloader抽象类自行实现的类加载器，基于自行开发的classloader可用于并非加载classpath中(例如从网络上下载的jar或二进制字节码)、还可以在加载class文件之前做些小动作 如：加密等。
双亲委托模型：上图中所展示的类加载器之间的这种层次关系，就称为类加载器的双亲委托模型。双亲委托模型要求除了顶层的启动类加载器外，其余的类加载器都应当有自己的父类加载器。这里类加载器之间的父子关系一般不会以继承的关系来实现，而是使用组合关系来复用父加载器的代码。
public abstract class classloader {
private static native void registernatives();
static {
registernatives();
}
// the parent class loader for delegation
private classloader parent;
// hashtable that maps packages to certs
private hashtable package2certs = new hashtable(11);
}
双亲委托的工作过程：如果一个类加载器收到了一个类加载请求，它首先不会自己去加载这个类，而是把这个请求委托给父类加载器去完成，每一个层次的类加载器都是如此，因此所有的加载请求最终都应该传送到顶层的启动类加载器中，只有当父类加载器反馈自己无法完成加载请求(它管理的范围之中没有这个类)时，子加载器才会尝试着自己去加载。
使用双亲委托模型来组织类加载器之间的关系，有一个显而易见的好处就是java类随着它的类加载器一起具备了一种带有优先级的层次关系，例如java.lang.object存放在rt.jar之中，无论那个类加载器要加载这个类，最终都是委托给启动类加载器进行加载，因此object类在程序的各种类加载器环境中都是同一个类，相反，如果没有双亲委托模型，由各个类加载器去完成的话，如果用户自己写一个名为java.lang.object的类，并放在classpath中，应用程序中可能会出现多个不同的object类，java类型体系中最基本安全行为也就无法保证。
类加载器spi：java.lang.classloader 类提供的几个关键方法：
loadclass： 此方法负责加载指定名字的类，首先会从已加载的类中去寻找，如果没有找到；从parent classloader[extclassloader]中加载；如果没有加载到，则从bootstrap classloader中尝试加载(findbootstrapclassornull方法), 如果还是加载失败，则抛出异常classnotfoundexception, 在调用自己的findclass方法进行加载。如果要改变类的加载顺序可以覆盖此方法；如果加载顺序相同，则可以通过覆盖findclass方法来做特殊处理，例如：解密，固定路径寻找等。当通过整个寻找类的过程仍然未获取class对象，则抛出classnotfoundexception异常。
如果类需要resolve，在调用resolveclass进行链接。
protected synchronized class<?> loadclass(string name, boolean resolve)
throws classnotfoundexception
{
// first, check if the class has already been loaded
class c = findloadedclass(name);
if (c == null) {
try {
if (parent != null) {
c = parent.loadclass(name, false);
} else {
c = findbootstrapclassornull(name);
}
} catch (classnotfoundexception e) {
// classnotfoundexception thrown if class not found
// from the non-null parent class loader
}
if (c == null) {
// if still not found, then invoke findclass in order
// to find the class.
c = findclass(name);
}
}
if (resolve) {
resolveclass(c);
}
return c;
}
findloadedclass 此方法负责从当前classloader实例对象的缓存中寻找已加载的类，调用的为native方法。
protected final class<?> findloadedclass(string name) {
if (!checkname(name))
return null;
return findloadedclass0(name);
}
private native final class findloadedclass0(string name);
findclass 此方法直接抛出classnotfoundexception异常，因此要通过覆盖loadclass或此方法来以自定义的方式加载相应的类。
protected class<?> findclass(string name) throws classnotfoundexception {
throw new classnotfoundexception(name);
}
findsystemclass 此方法是从sun.misc.launcher$appclassloader中寻找类，如果未找到，则继续从bootstrapclassloader中寻找，如果仍然未找到，返回null
protected final class<?> findsystemclass(string name)
throws classnotfoundexception
{
classloader system = getsystemclassloader();
if (system == null) {
if (!checkname(name))
throw new classnotfoundexception(name);
class cls = findbootstrapclass(name);
if (cls == null) {
throw new classnotfoundexception(name);
}
return cls;
}
return system.loadclass(name);
}
defineclass 此方法负责将二进制字节流转换为class对象，这个方法对于自定义类加载器而言非常重要。如果二进制的字节码的格式不符合jvm class文件格式规范，则抛出classformaterror异常；如果生成的类名和二进制字节码不同，则抛出noclassdeffounderror；如果加载的class是受保护的、采用不同签名的，或者类名是以java.开头的，则抛出securityexception异常。
protected final class<?> defineclass(string name, byte[] b, int off, int len,
protectiondomain protectiondomain)
throws classformaterror
{
return defineclasscond(name, b, off, len, protectiondomain, true);
}
// private method w/ an extra argument for skipping class verification
private final class<?> defineclasscond(string name,
byte[] b, int off, int len,
protectiondomain protectiondomain,
boolean verify)
throws classformaterror
{
protectiondomain = predefineclass(name, protectiondomain);
class c = null;
string source = defineclasssourcelocation(protectiondomain);
try {
c = defineclass1(name, b, off, len, protectiondomain, source,
verify);
} catch (classformaterror cfe) {
c = definetransformedclass(name, b, off, len, protectiondomain, cfe,
source, verify);
}
postdefineclass(c, protectiondomain);
return c;
}
resolveclass 此方法负责完成class对象的链接，如果链接过，则直接返回。
常见异常：classnotfoundexception 这是最常见的异常，产生这个异常的原因为在当前的classloader 中加载类时，未找到类文件，
noclassdeffounderror 这个异常是因为 加载到的类中引用到的另外类不存在，例如要加载a，而a中盗用了b，b不存在或当前的classloader无法加载b，就会抛出这个异常。
linkageerror 该异常在自定义classloader的情况下更容易出现，主要原因是此类已经在classloader加载过了，重复的加载会造成该异常。
以上就是java虚拟机学习 - 类加载器(classloader) 的内容。