深入探讨 Java 类加载器
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2010-04-14
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深入探讨 Java 类加载器
简介： 类加载器（class loader）是 Java™ 中的一个很重要的概念。类加载器负责加载 Java
类的字节代码到 Java 虚拟机中。本文首先详细介绍了 Java 类加载器的基本概念，包括代
理模式、加载类的具体过程和线程上下文类加载器等，接着介绍如何开发自己的类加载器
最后介绍了类加载器在 Web 容器和 OSGi™ 中的应用。
类加载器是 Java 语言的一个创新，也是 Java 语言流行的重要原因之一。它使得 Java 类可
以被动态加载到 Java 虚拟机中并执行。类加载器从 JDK 1.0 就出现了，最初是为了满足
Java Applet 的需要而开发出来的。Java Applet 需要从远程下载 Java 类文件到浏览器中并执
行。现在类加载器在 Web 容器和 OSGi 中得到了广泛的使用。一般来说，Java 应用的开发
人员不需要直接同类加载器进行交互。Java 虚拟机默认的行为就已经足够满足大多数情况
的需求了。不过如果遇到了需要与类加载器进行交互的情况，而对类加载器的机制又不是
很 了 解 的 话 ， 就 很 容 易 花 大 量 的 时 间 去 调 试 ClassNotFoundException 和
NoClassDefFoundError 等异常。本文将详细介绍 Java 的类加载器，帮助读者深刻理解 Java
语言中的这个重要概念。下面首先介绍一些相关的基本概念。
类加载器基本概念
顾名思义，类加载器（class loader）用来加载 Java 类到 Java 虚拟机中。一般来说，Java 虚
拟机使用 Java 类的方式如下：Java 源程序（.java 文件）在经过 Java 编译器编译之后就被
转换成 Java 字节代码（.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。每个这样的实例用来表示一个 Java 类。通过此实例的
newInstance()方法就可以创建出该类的一个对象。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的。
基本上所有的类加载器都是 java.lang.ClassLoader 类的一个实例。下面详细介绍这个 Java
类。
java.lang.ClassLoader 类介绍
java.lang.ClassLoader 类的基本职责就是根据一个指定的类的名称，找到或者生成其对应的
字节代码，然后从这些字节代码中定义出一个 Java 类，即 java.lang.Class 类的一个实例。
除此之外，ClassLoader 还负责加载 Java 应用所需的资源，如图像文件和配置文件等。不过
本文只讨论其加载类的功能。为了完成加载类的这个职责，ClassLoader 提供了一系列的方
法，比较重要的方法如 表 1 所示。关于这些方法的细节会在下面进行介绍。
表 1. ClassLoader 中与加载类相关的方法
方法 说明
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