书接上回。。
3. 类加载器
Java虚拟机设计团队有意把类加载阶段中的“通过一个类的全限定名来获取描述该类的二进制字节流”这个动作放到Java虚拟机外部去实现，以便让应用程序自己决定如何去获取所需的类。实现这个动作的代码被称为“类加载器”(ClassLoader)。
3.1 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超类加载阶段。对于任意一个类，都必须由加载它的类加载器和这个类本身一起共同确立其在Java虚拟机中的唯一性，每一个类加载器，都拥有一个独立的类名称空间。
这句话可以表达得更通俗一些：比较两个类是否“相等”，只有在这两个类是由同一个类加载器加载的前提下才有意义，否则，即使这两个类来源于同一个Class文件，被同一个Java虚拟机加载，只
要加载它们的类加载器不同，那这两个类就必定不相等。
这里所指的“相等”，包括代表类的Class对象的equals()方法、isAssignableFrom()方法、isInstance()方法的返回结果，也包括了使用instanceof关键字做对象所属关系判定等各种情况。如果没有注意到类加载器的影响，在某些情况下可能会产生具有迷惑性的结果。
/**
* @author strind
* @date 2024/10/4 9:55
* @description 不同类加载器对 instanceof 关键字运算结果的影响
*/
public class ClassLoaderTest {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, InstantiationException, IllegalAccessException {
ClassLoader classLoader = new ClassLoader() {
@Override
public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
try {
String fileName = name.substring(name.lastIndexOf(".") + 1) + ".class";
InputStream in = getClass().getResourceAsStream(fileName);
if (in == null) {
return super.loadClass(name);
}
byte[] b = new byte[in.available()];
in.read(b);
return defineClass(name,b,0,b.length);
} catch (IOException e) {
throw new ClassNotFoundException(name);
}
}
};
Object obj = classLoader.loadClass("lianxi.ClassLoaderTest").newInstance();
System.out.println(obj.getClass());
System.out.println(obj instanceof lianxi.ClassLoaderTest);
/**
* 运行结果
* class lianxi.ClassLoaderTest
* false
* 两行输出结果中，从第一行可以看到这个对象确实是类lianxi.ClassLoaderTest实例化出来的，
* 但在第二行的输出中却发现这个对象与类lianxi.ClassLoaderTest做所属类型检查的时候返回了false。
* 这是因为Java 虚拟机中同时存在了两个ClassLoaderTest类，一个是由虚拟机的应用程序类加载器所加载的，
* 另一个是由我们自定义的类加载器加载的，虽然它们都来自同一个Class文件，但在Java虚
* 机中仍然是两个互相独立的类，做对象所属类型检查时的结果自然为false。
*/
}
}
3.2 双亲委派模型
站在Java虚拟机的角度来看，只存在两种不同的类加载器:一种是启动类加载器(Bootstrap ClassLoader)，这个类加载器使用 C++语言实现，是虚拟机自身的一部分；另外一种就是其他所有的类加载器，这些类加载器都由Java语言实现，独立存在于虚拟机外部，并且全都继承自抽象类java.lang.ClassLoader。
站在Java开发人员的角度来看，类加载器就应当划分得更细致一些。自JDK12以来
Java 一直保持着三层类加载器、双亲委派的类加载架构，尽管这套架构在Java模块化系统
出现后有了一些调整变动，但依然未改变其主体结构。
现主要介绍JDK8及之前版本的三层类加载器，以及什么是双亲委派模型。对于这个时期的Java应用，绝大多数Java程序都会使用到以下3个系统提供的类加载器来进行加载。
- 启动类加载器(Bootstrap ClassLoader)：前面已经介绍过，这个类加载器负责将存放在JAVA_HOME\lib目录，或者被-Xbootclasspath参数所指定的路径中存放的，而且是Java虚拟机能够识别的类库加载到虚拟机的内存中。启动类加载器无法被Java程序直接引用，用户在编写自定义类加载器时，如果需要把加载请求委派给引导类加载器去处理，那直接使用null代替即可。
- 扩展类加载器(Extension Class Loader)：这个类加载器是在类 sun.misc.LauncherSExtClassLoader中以Java代码的形式实现的。它负责加载JAVA _HOME\lib\ext目录中，或者被java.ext.dirs系统变量所指定的路径中所有的类库。根据“扩展类加载器”这个名称，就可以推断出这是一种Java系统类库的扩展机制，JDK的开发团队允许用户将具有通用性的类库放置在ext目录里以扩展JavaSE的功能，在JDK9之后，这种扩展机制被模块化带来的天然的扩展能力所取代。由于拓展类加载器是Java代码实现的，开发者可以直接在程序中使用扩展类加载器来加载Class文件。
- 应用程序类加载器(Application Class Loader):这个类加载器由 sun.misc.LaunchersAppClassLoader来实现。由于应用程序类加载器是ClassLoader类中的getSystem-ClassLoader()方法的返回值，所以有些场合中也称它为“系统类加载器”。它负责加载用户类路径(ClassPath)上所有的类库，开发者同样可以直接在代码中使用这个类加载器。如果应用程序中没有自定义过自己的类加载器，一般情况下这个就是程序中默认的类加载器。
JDK9之前的Java应用都是由这三种类加载器互相配合来完成加载的，如果用户认为有必要，还可以加入自定义的类加载器来进行拓展，典型的如增加除了磁盘位置之外的Class文件来源，或者通过类加载器实现类的隔离、重载等功能。
双亲委派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有自己的父类加载器。不过这里类加载器之间的父子关系一般不是以继承的关系来实现的，而是通常使用组合关系来复用父加载器的代码。
双亲委派模型的工作过程是：如果一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把这个请求委派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最顶层的启动类加载器中，只有当父加载器反馈自己无法完成这个加载请求时，子加载器才会尝试自己去完成加载。
使用双亲委派模型来组织类加载器之间的关系，一个显而易见的好处就是Java中的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。例如类java.lang.Object、它存放在rt.jar 之中，无论哪一个类加载器要加载这个类，最终都是委派给处于模型最顶端的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能够保证是同一个类。
反之，如果没有使用双亲委派模型，都由各个类加载器自行去加载的话，如果用户自己也编写了一个名为java.lang.Object的类，并放在程序的ClassPath中，那系统中就会出现多个不同的Object类，Java类型体系中最基础的行为也就无从保证，应用程序将会变得一片混乱。