classloader

與普通程序不同的是。Java程序（class文件）並不是本地的可執行程序。當運行Java程序時，首先運行JVM（Java虛擬機），然後再把Java class載入到JVM裡頭運行，負責載入Java class的這部分就叫做Class Loader。

JVM本身包含了一個ClassLoader稱為Bootstrap ClassLoader，和JVM一樣，BootstrapClassLoader是用本地代碼實現的，它負責載入核心JavaClass（即所有java.*開頭的類）。另外JVM還會提供兩個ClassLoader，它們都是用Java語言編寫的，由BootstrapClassLoader載入；其中Extension ClassLoader負責載入擴展的Javaclass（例如所有javax.*開頭的類和存放在JRE的ext目錄下的類），ApplicationClassLoader負責載入應用程序自身的類。

當運行一個程序的時候，JVM啟動，運行bootstrapclassloader，該ClassLoader載入java核心API（ExtClassLoader和AppClassLoader也在此時被載入），然後調用ExtClassLoader載入擴展API，最後AppClassLoader載入CLASSPATH目錄下定義的Class，這就是一個程序最基本的載入流程。

注: 學ClassLoader看OSGI程序應用

什麼時候JVM會使用ClassLoader載入一個類呢？當你使用java去執行一個類，JVM使用ApplicationClassLoader載入這個類；然後如果類A引用了類B，不管是直接引用還是用Class.forName()引用，JVM就會找到載入類A的ClassLoader，並用這個ClassLoader來載入類B。JVM按照運行時的有效執行語句，來決定是否需要裝載新類，從而裝載儘可能少的類，這一點和編譯類是不相同的。

Why use your own ClassLoader?

似乎JVM自身的ClassLoader已經足夠了，為什麼我們還需要創建自己的ClassLoader呢？

因為JVM自帶的ClassLoader只是懂得從本地文件系統載入標準的java class文件，如果編寫你自己的ClassLoader，你可以做到：

1）在執行非置信代碼之前，自動驗證數字簽名

2）動態地創建符合用戶特定需要的定製化構建類

3）從特定的場所取得java class，例如資料庫中

4) 等等

事實上當使用Applet的時候，就用到了特定的ClassLoader，因為這時需要從網路上載入java class，並且要檢查相關的安全信息。

應用伺服器大都使用了ClassLoader技術，即使你不需要創建自己的ClassLoader，了解其原理也有助於更好地部署自己的應用。

當你決定創建你自己的ClassLoader時，需要繼承java.lang.ClassLoader或者它的子類。在實例化每個ClassLoader對象時，需要指定一個父對象；如果沒有指定的話，系統自動指定ClassLoader.getSystemClassLoader()為父對象。

所以當創建自己的Class Loader時，只需要重載findClass()這個方法。

當一個javaclass被載入到JVM之後，它有沒有可能被卸載呢？我們知道Win32有FreeLibrary()函數，Posix有dlclose()函數可以被調用來卸載指定的動態連接庫，但是Java並沒有提供一個UnloadClass()的方法來卸載指定的類。

在Java中，java class的卸載僅僅是一種對系統的優化，有助於減少應用對內存的佔用。既然是一種優化方法，那麼就完全是JVM自行決定如何實現，對Java開發人員來說是完全透明的。

在什麼時候一個java class/interface會被卸載呢？Sun公司的原話是這麼說的："class or interfacemay be unloaded if and only if its class loader is unreachable. Classesloaded by the bootstrap loader may not be unloaded."

事實上我們關心的不是如何卸載類的，我們關心的是如何更新已經被載入了的類從而更新應用的功能。JSP則是一個非常典型的例子，如果一個JSP文件被更改了，應用伺服器則需要把更改后的JSP重新編譯，然後載入新生成的類來響應後繼的請求。

其實一個已經載入的類是無法被更新的，如果你試圖用同一個ClassLoader再次載入同一個類，就會得到異常（java.lang.LinkageError: duplicate classdefinition），我們只能夠重新創建一個新的ClassLoader實例來再次載入新類。至於原來已經載入的類，開發人員不必去管它，因為它可能還有實例正在被使用，只要相關的實例都被內存回收了，那麼JVM就會在適當的時候把不會再使用的類卸載。

使用線程上下文類載入器, 可以在執行線程中, 拋棄雙親委派載入鏈模式, 使用線程上下文里的類載入器載入類.

典型的例子有, 通過線程上下文來載入第三方庫jndi實現, 而不依賴於雙親委派.

大部分java app伺服器(jboss, tomcat..)也是採用contextClassLoader來處理web服務。

當然, 好東西都有利弊. 使用線程上下文載入類, 也要注意, 保證多根需要通信的線程間的類載入器應該是同一個, 防止因為不同的類載入器, 導致類型轉換異常(ClassCastException).

參考資料及圖片來源——Understanding J2EE Application Server Class Loading Architectures