Java类加载器(classloader)及类加载路径简介

      昨天，看一个build Standalone中databrusher的一个脚本，发现一个Java类似乎没有在classpath中，好像也可一直运行了。很疑惑，问了对应的开发同学，然后自己好好看了下它的代码，才知道了原理。
命令是：$JAVA_HOME/bin/java $JAVA_OPTS com.alibaba.standalone.AppStartor com.alibaba.intl.standalone.databrusher.Startor "$main_class" "$signal_file" "$recivers"
原理是：Java根据classpath找 到，com.alibaba.standalone.AppStartor这个class，运行这个class，会启动一个classloader来加载 com.alibaba.intl.standalone.databrusher.Startor（在里面会指定到WORLDS-INF目录下加载 类），然后com.alibaba.intl.standalone.databrusher.Startor会启动对应的"$main_class". 
然后，花了挺多时间好好看了一下Java的classloader，了解一下其中的原理和看了下代码。下面也简单总结一下吧。

java虚拟机是由sun.misc.Launcher来初始化的,也就是java(或java.exe)这个程序来做的.虚拟机按以下顺序搜索并装载所有需要的类:
  1,引导类:组成java平台的类,包含rt.jar和i18n.jar等基础jar包中的类.
  2,扩展类:使用java扩展机制的类,都是位于扩展目录($JAVA_HOME/jre/lib/ext)中的.jar档案包.
  3,用户类:开发者定义的类或者没有使用java扩展机制的第三方产品.你必须在命令行中使用-classpath选项或者使用CLASSPATH环境变量来确定这些类的位，或者自己写ClassLoader加载。

Java的class loader的大致情况如下图所示：
http://renyongjie668.blog.163.com/prevPhDownload.do?host=renyongjie668&albumId=197449439&photoId=6568564371
bootstrap classloader -->extension classloader-->system classloader 
虚拟机一启动，会先做一些初始化的动作。一旦初始化动作完成之后，就会产生第一个类加载器，即所谓的Bootstrap ClassLoader，Bootstrap ClassLoader 是由C++ 所撰写而成，这个Bootstrap Loader所做的初始工作中，除了也做一些基本的初始化动作之外，最重要的就是加载定义在sun.misc 命名空间底下的Launcher.java 之中的ExtClassLoader( 因为是inner class ，所以编译之后会变成Launcher$ExtClassLoader.class) ，并设定其Parent 为null，代表其父加载器为Bootstrap Loader 。然后Bootstrap Loader ,再要求加载定义于sun.misc 命名空间底下的Launcher.java 之中的AppClassLoader( 因为是inner class，所以编译之后会变成Launcher$AppClassLoader.class) ，并设定其Parent 为之前产生的ExtClassLoader 实例。
a. Bootstrap ClassLoader/启动类加载器
主要负责java_home/jre/lib目录下的核心 api 或 -Xbootclasspath 选项指定的jar包装入工作.
b. Extension ClassLoader/扩展类加载器
主要负责java_home/jre/lib/ext目录下的jar包或 -Djava.ext.dirs 指定目录下的jar包装入工作
c. System ClassLoader/系统类加载器
主要负责java -classpath/-Djava.class.path或$CLASSPATH变量所指的目录下的类与jar包装入工作. (这里需要说明的是，如果$CLASSPATH为空，jdk会默认将被运行的Java类的当前路径作为一个默认的$CLASSPATH，一但设置 了$CLASSPATH变量，则会到$CLASSPATH对应的路径下去寻找相应的类，找不到就会报错。这个结论，我已经经过测试，并且看了下类加载器中 源代码）
d. User Custom ClassLoader/用户自定义类加载类(java.lang.ClassLoader的子类)在程序运行期间, 通过java.lang.ClassLoader的子类动态加载class文件, 体现java动态实时类装入特性.

为了有更多的了解，写了个简单的Java程序对前面三种classloader能加载类的路径及其parent类进行了测试。代码如下：

import java.net.URL;
import java.net.URLClassLoader;

 /**
 * @className: IClassLoader
 * @description: 测试三种classloader加载类的路径，及其parent
 * @author: 笑遍世界
 * @createTime: 2010-11-17 下午07:33:40
 */
public class IClassLoader {
    public static void main(String[] args) {
//        测试bootstrap classloader 的类加载路径
        URL[] urls=sun.misc.Launcher.getBootstrapClassPath().getURLs();
        for (int i = 0; i < urls.length; i++) {
          System.out.println(urls[i].toExternalForm());
        }
        
//        测试extension classloader 的类加载路径，先打印一个路径，再打印出其parent，然后再打印出类加载路径中的所有jar包
        System.out.println("-------------------------------------");
        System.out.println(System.getProperty("java.ext.dirs"));
        ClassLoader extensionClassloader=ClassLoader.getSystemClassLoader().getParent();
        System.out.println("the parent of extension classloader : "+extensionClassloader.getParent());
        System.out.println("extension classloader can use thess jars:");
        URL[] extURLs = ((URLClassLoader)ClassLoader.getSystemClassLoader().getParent()).getURLs();
        for (int i = 0; i < extURLs.length; i++) {
               System.out.println(extURLs[i]);
        }        
        
//      测试system classloader 的类加载路径，其实也就时classpath的路径，并打印出它的parent
        System.out.println("-------------------------------------");
        System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));
        System.out.println(ClassLoader.getSystemResource(""));
        ClassLoader systemClassloader=ClassLoader.getSystemClassLoader();
        System.out.println("the parent of system classloader : "+systemClassloader.getParent());
    }
}

本机(linux+jdk1.5)运行结果如下：

file:/usr/ali/java/jre/lib/rt.jar
file:/usr/ali/java/jre/lib/i18n.jar
file:/usr/ali/java/jre/lib/sunrsasign.jar
file:/usr/ali/java/jre/lib/jsse.jar
file:/usr/ali/java/jre/lib/jce.jar
file:/usr/ali/java/jre/lib/charsets.jar
file:/usr/ali/java/jre/classes
-------------------------------------
/usr/ali/java/jre/lib/ext
the parent of extension classloader : null
extension classloader can use thess jars:
file:/usr/ali/java/jre/lib/ext/emma.jar
file:/usr/ali/java/jre/lib/ext/localedata.jar
file:/usr/ali/java/jre/lib/ext/dnsns.jar
file:/usr/ali/java/jre/lib/ext/sunpkcs11.jar
file:/usr/ali/java/jre/lib/ext/sunjce_provider.jar
-------------------------------------
.:/usr/ali/java/lib/dt.jar:/usr/ali/java/lib/tools.jar
file:/home/master/workspace/2010_11/bin/
the parent of system classloader :  sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@1a5ab41

//ps:当前路径.即是/home/master/workspace/2010_11/bin/

关于Java的classloader其原理还是需要好好理解才能清楚的，仅通过一天的了解，记录为上面那么多吧。更多详细信息，可以参考如下资料：
http://snandy.iteye.com/blog/307083
http://haofenglemon.iteye.com/blog/426382
http://blog.csdn.net/zdwzzu2006/archive/2008/04/05/2253982.aspx
http://wuquanyin1011.iteye.com/blog/703842
http://hi.baidu.com/yangzhibin_bai/blog/item/78846cce1cb86b0992457ead.html
http://www.blogjava.net/clraychen/archive/2008/02/20/180868.html