1. 什么是类加载器

将我们的class文件读取到内存中

2. 类加载器加载的过程

类加载器加载我们的class文件，并且经历过验证、准备、解析，在初始化我们该类。

3. Class文件读取来源

1.本地磁盘文件 java源代码编译的class文件
2.通过网络下载的class文件
3.War、Jar解压的class文件
4.从专门的数据库中读取的class文件
5.使用java cglib、动态代理生成的代理类class文件
Jvm虚拟机中通过类加载器（用户可以自定义类加载器）

4. 类加载器的分类

1.启动（Bootstrap）类加载器：加载JVM自身工作需要的类，它由JVM自己实现。它会加载

下

的

文

件

底

层

是

语

言

实

现

扩

展

（

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类

加

载

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这

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类

加

载

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，

它

由

JAVA_HOME/jre/lib下的文件底层是C语言实现 2.扩展（Extension）类加载器：它是JVM的一部分，由sun.misc.LauncherExtClassLoader实现，他会加载ExtClassLoader实现，他会加载ExtClassLoader实现，他会加载JAVA_HOME/jre/lib/ext目录中的文件（或由System.getProperty(“java.ext.dirs”)所指定的文件）。底层是Java实现 3.（应用）AppClassLoader 类加载器：应用类加载器，我们工作中接触最多的也是这个类加载器，它由sun.misc.Launcher

$J A V A_{H} O M E / j r e / l i b 下的文件底层是 C 语言实现 2 . 扩展（ E x t e n s i o n ）类加载器：它是 J V M 的一部分，由 s u n . m i s c . L a u n c h e r E x t C l a s s L o a d e r 实现，他会加载 E x t C l a s s L o a d e r 实现，他会加载 E x t C l a s s L o a d e r 实现，他会加载 J A V A_{H} O M E / j r e / l i b / e x t 目录中的文件（或由 S y s t e m . g e t P r o p e r t y (“ j a v a . e x t . d i r s ”) 所指定的文件）。底层是 J a v a 实现 3 . （应用） A p p C l a s s L o a d e r 类加载器：应用类加载器，我们工作中接触最多的也是这个类加载器，它由 s u n . m i s c . L a u n c h e r$ AppClassLoader实现。他加载我们工程目录classpath下的class及jar包底层是java实现
4.自定义类加载器：也就是用户自己定义的类加载器

Launcher 源码解读

Launcher.ExtClassLoader var1;
try {
// 获取到我们扩展类加载器
    var1 = Launcher.ExtClassLoader.getExtClassLoader();
} catch (IOException var10) {
    throw new InternalError("Could not create extension class loader", var10);
}

try {
//获取到我们应用类加载器
    this.loader = Launcher.AppClassLoader.getAppClassLoader(var1);
} catch (IOException var9) {
    throw new InternalError("Could not create application class loader", var9);
}
// 当前程序启动的线程 默认的 ClassLoader 应用类加载器
Thread.currentThread().setContextClassLoader(this.loader);
String var2 = System.getProperty("java.security.manager");
if (var2 != null) {
    SecurityManager var3 = null;
    if (!"".equals(var2) && !"default".equals(var2)) {
        try {
            var3 = (SecurityManager)this.loader.loadClass(var2).newInstance();
        } catch (IllegalAccessException var5) {
        } catch (InstantiationException var6) {
        } catch (ClassNotFoundException var7) {
        } catch (ClassCastException var8) {
        }
    } else {
        var3 = new SecurityManager();
    }

    if (var3 == null) {
        throw new InternalError("Could not create SecurityManager: " + var2);
    }

    System.setSecurityManager(var3);

5. 那些操作会初始化类加载器

类的主动使用：

调用类的静态方法
invokeStatic 调用静态方法
Main
New
Class.formname
子类初始化一定会初始化父类
初始化一个类，那么一定会触发类加载器
但是类加载器加载了该类，但是该类不一定初始化。

6. 类加载器的双亲委派机制

首先在我们类加载器分为四种自定义类加载器、应用类加载器、扩展类加载器、启动类加载器。
当一个类加载器收到请求之后，首先会依次向上查找到最顶层类加载器（启动类加载器），依次向下加载class文件，如果已经加载到class文件，子加载器不会加继续加载该class文件。

6.1 双亲委派机制机制的好处

目的就是为了防御开发者为定义的类与jdk定义源码类产生冲突问题，保证该类在内存中的唯一性。

7. ClassLoader源码解读

7.1 Launcher类源码解读

public Launcher() {
    Launcher.ExtClassLoader var1;
    try {
//获取我们的扩展类加载器
        var1 = Launcher.ExtClassLoader.getExtClassLoader();
    } catch (IOException var10) {
        throw new InternalError("Could not create extension class loader", var10);
    }

    try {
// 获取我们的应用类加载器
        this.loader = Launcher.AppClassLoader.getAppClassLoader(var1);
    } catch (IOException var9) {
        throw new InternalError("Could not create application class loader", var9);
    }
    // 默认设置我们的类加载器是为应用类加载器
    Thread.currentThread().setContextClassLoader(this.loader);
    String var2 = System.getProperty("java.security.manager");
    if (var2 != null) {
        SecurityManager var3 = null;
        if (!"".equals(var2) && !"default".equals(var2)) {
            try {
                var3 = (SecurityManager)this.loader.loadClass(var2).newInstance();
            } catch (IllegalAccessException var5) {
            } catch (InstantiationException var6) {
            } catch (ClassNotFoundException var7) {
            } catch (ClassCastException var8) {
            }
        } else {
            var3 = new SecurityManager();
        }

        if (var3 == null) {
            throw new InternalError("Could not create SecurityManager: " + var2);
        }

        System.setSecurityManager(var3);
    }

}

7.2 双亲委派机制源码分析

ClassLoader.getSystemClassLoader().loadClass()

// 查询缓存中是否有缓存 该class
Class<?> c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
    long t0 = System.nanoTime();
    try {
//获取当前类加载器的父加载器 ---扩展类加载器
        if (parent != null) {
            c = parent.loadClass(name, false);
        } else {
// 如果当前没有父加载器，就是为启动类加载器
            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.
        long t1 = System.nanoTime();
// 如果父加载器（扩展和启动类加载器都没有加载class，则使用当前（应用类加载器加载））
        c = findClass(name);

        // this is the defining class loader; record the stats
        sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
        sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
        sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
    }
}
if (resolve) {
    resolveClass(c);
}
return c;

7.3 如何自定义一个类加载器

public class DemoClassLoader extends ClassLoader {

    private File fileObject;

    public DemoClassLoader(File fileObject) {
        this.fileObject = fileObject;
    }

    public void setFileObject(File fileObject) {
        this.fileObject = fileObject;
    }

    public File getFileObject() {
        return fileObject;
    }

    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        try {
            byte[] data = getClassFileBytes(this.fileObject);
            return defineClass(name, data, 0, data.length);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }

    }

    /**
     * 从文件中读取去class文件
     *
     * @throws Exception
     */
    private byte[] getClassFileBytes(File file) throws Exception {
        //采用NIO读取
        FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
        FileChannel fileC = fis.getChannel();
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
        WritableByteChannel outC = Channels.newChannel(baos);
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(1024);
        while (true) {
            int i = fileC.read(buffer);
            if (i == 0 || i == -1) {
                break;
            }
            buffer.flip();
            outC.write(buffer);
            buffer.clear();
        }
        fis.close();
        return baos.toByteArray();
    }


}

代码测试：

Class<?> aClass = new DemoClassLoader(new File("D:\\code\\com\\demo\\DemoEntity.class"))
        .loadClass("com.demo.DemoEntity");
Object o = aClass.newInstance();
System.out.println(o.getClass().getClassLoader());

7.4 自定义类加载器

ClassLoader 类加载器中双亲委派机制核心源码部分

findLoadedClass()— 首先，检查类是否已经加载
parent.loadClass(name, false); 读取到parent.loadClass

findBootstrapClassOrNull 使用启动类加载器读取
findClass 扩展和应用类加载器、自定义类加载器

public class DemoClassLoader extends ClassLoader {

    private File fileObject;

    public DemoClassLoader(File fileObject) {
        this.fileObject = fileObject;
    }

    public void setFileObject(File fileObject) {
        this.fileObject = fileObject;
    }

    public File getFileObject() {
        return fileObject;
    }

    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        try {
            byte[] data = getClassFileBytes(this.fileObject);
            return defineClass(name, data, 0, data.length);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return null;
        }

    }

    /**
     * 从文件中读取去class文件
     *
     * @throws Exception
     */
    private byte[] getClassFileBytes(File file) throws Exception {
        //采用NIO读取
        FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
        FileChannel fileC = fis.getChannel();
        ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
        WritableByteChannel outC = Channels.newChannel(baos);
        ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(1024);
        while (true) {
            int i = fileC.read(buffer);
            if (i == 0 || i == -1) {
                break;
            }
            buffer.flip();
            outC.write(buffer);
            buffer.clear();
        }
        fis.close();
        return baos.toByteArray();
    }


}

7.5 根据类加载器手写热部署插件

public class ClassFileEntity {

    /**
     * 类的名称
     */
    private String name;

    /**
     * class
     */
    private Class aClass;

    /**
     * 最后被更改的时间
     */
    private long lastModified;
    public ClassFileEntity(String name, long lastModified) {
        this.name = name;
        this.lastModified = lastModified;
    }

    public ClassFileEntity(String name, long lastModified, Class aClass) {
        this.name = name;
        this.lastModified = lastModified;
        this.aClass = aClass;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public Class getaClass() {
        return aClass;
    }

    public long getLastModified() {
        return lastModified;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public void setaClass(Class aClass) {
        this.aClass = aClass;
    }

    public void setLastModified(long lastModified) {
        this.lastModified = lastModified;
    }
}

public class HotDeploymentPlug {
    //存放所有的class文件
    private Map<String, ClassFileEntity> mapClassFiles = new HashMap<>();
    private String path;
    /**
     * 包的名称
     */
    private String packageName = "com.demo.";

    public HotDeploymentPlug(String path) {
        this.path = path;
    }

    public void start() {
        listener();
    }

    /**
     * 监听方法
     */
    public void listener() {
        new Thread(() -> {
            while (true) {
                // 1.读取该文件下
                File files = new File(path);
                File[] tempList = files.listFiles();
                // 2.读取class文件 存入到 mapClassFiles
                for (File file :
                        tempList) {
                    String name = file.getName();
                    if (StringUtils.isEmpty(name)) {
                        continue;
                    }
                    long l = file.lastModified();
                    // 使用类加载器读取该 class
                    String className = packageName + name.replace(".class", "");
                    if (mapClassFiles.containsKey(className)) {
                        // 则比对该class文件 是否被修改
                        ClassFileEntity mapClassFileEntity = mapClassFiles.get(className);
                        if (mapClassFileEntity.getLastModified() != l) {
                            try {
                                mapClassFileEntity.setLastModified(l);
                                DemoClassLoader demoClassLoader = new DemoClassLoader(file);
                                Class<?> aClass = demoClassLoader.loadClass(className);
                                Object o = aClass.newInstance();
                                log.info(className + "class文件发生了变化");

                            } catch (Exception e) {
                                log.error("e:{}", e);

                            }
                        }

                    } else {
                        ClassFileEntity newClassFileEntity = new ClassFileEntity(className, l);
                        // 如果不存在 则存入到mapClassFiles集合中
                        mapClassFiles.put(className, newClassFileEntity);
                    }
                    try {
                        Thread.sleep(300);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }

                }


            }
        }).start();
    }

    public static void main(String[] args) {
        HotDeploymentPlug hotDeploymentPlug = new HotDeploymentPlug("D:\\code\\com\\demo");
        hotDeploymentPlug.listener();
    }
}

7.6 什么是SPI机制

Java SPI全称Service Provider Interface，是Java提供的一套用来被第三方实现或者扩展的API，它可以用来启用框架扩展和替换组件。实际上是“基于接口的编程＋策略模式＋配置文件”组合实现的动态加载机制.
实现方式：

首先需要再resources目录下：创建文件夹META-INF services
定义接口文件的名称：
D:\code\demo_jvm\src\main\resources\META-INF\services\com.demo.service.MyService
名称规范：包名+类名组成。

com.demo.service.impl.MyServiceImpl01
com.demo.service.impl.MyServiceImpl02

ServiceLoader<MyService> load = ServiceLoader.load(MyService.class);
load.forEach((t) -> {
    System.out.println(t.get());
});

获取当前线程对应的应用类类加载器，加载该class。

ServiceLoader<MyService> load = ServiceLoader.load(MyService.class);
load.forEach((t) -> {
    System.out.println(t.get());
});

7.7 如何绕开双亲委派原则

//        Thread.currentThread().setContextClassLoader(Test02.class.getClassLoader().getParent());
//        Connection root =
//                DriverManager
//                        .getConnection
//                                (
//                                        "jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/mysql?characterEncoding=UTF-8",
//                                        "root", "root");
//        Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");

        ServiceLoader<Driver> loadedDrivers = ServiceLoader.load(Driver.class);
        Iterator<Driver> driversIterator = loadedDrivers.iterator();
        try{
            while(driversIterator.hasNext()) {
                Driver next = driversIterator.next();
                System.out.println(next);
            }
        } catch(Throwable t) {
            // Do nothing
        }

8. 常见Java虚拟机

（1）HotSpot VM
HotSpot VM是目前主流的虚拟机。像Oracle / Sun JDK、OpenJDK的各种变种（例如IcedTea、Zulu），用的都是相同核心的HotSpot VM。从Java SE 7开始，HotSpot VM就是Java规范的“参考实现”，JDK8的HotSpot VM已经是以前的HotSpot VM与JRockit VM的合并版，也就是传说中的“HotRockit”，只是产品里名字还是叫HotSpot VM。这个合并并不是要把JRockit的部分代码插进HotSpot里，而是把前者一些有价值的功能在后者里重新实现一遍。移除PermGen、Java Flight Recorder、jcmd等都属于合并项目的一部分。
（2）J9 VM
J9是IBM开发的一个高度模块化的JVM。J9 VM的性能水平大致跟HotSpot VM是一个档次的。
（3）JRockit
以前Java SE的主流JVM中还有JRockit，跟HotSpot与J9一起并称三大主流JVM。这三家的性能水平基本都在一个水平上，竞争很激烈。自从Oracle把BEA和Sun都收购了之后，Java SE JVM只能二选一，JRockit就炮灰了。JRockit最后发布的大版本是R28，只到JDK6，原本在开发中的R29及JDK7的对应功能都没来得及完成项目就被终止了。

9. 常见的几款java虚拟机

SUN Classic VM：第一款商用java虚拟机，1996年1月jdk1.0中带的java虚拟机，只能使用纯解释器的方式来执行java代码
Exact VM：准确式内存管理，编译器和解释器混合工作以及两级即时编译，只在Solaris平台发布
HotSport VM：即时编译，节约了时间和存储，称霸武林
KVM：简单，轻量，高可以执行，主要在手机平台使用
JRockit：BEA，世界上最快的java虚拟机，专注服务端应用，优势：垃圾回收机制，MissionControl服务套件
j9：IBM　　Technology for java virtual Machines IT4J
dalvik：不能直接指向class文件，寄存器架构，执行dex文件，由class文件转化而来
MicrosoftJvm：只能在windows平台运行，
高性能java虚拟机
　　Azul VM：专用虚拟机，经HotSport改进得来，运行在本公司专有硬件中
　　Liquid VM：不需要操作系统的支持
taobao虚拟机：淘宝深度定制的产品，硬件依赖性比较高