Java 類加載器深度解析：雙親委派模型、自定義 ClassLoader 與類卸載機制

三大核心類加載器

查看 Bootstrap 加載路徑

// 方式一
URL[] urls = sun.misc.Launcher.getBootstrapClassPath().getURLs();
for (URL url : urls) System.out.println(url.toExternalForm());

// 方式二
System.out.println(System.getProperty("sun.boot.class.path"));

雙親委派模型原理

工作流程

1. 子加載器收到加載請求，先委派給父加載器
2. 父加載器繼續向上委派，直到 Bootstrap ClassLoader
3. 若父加載器無法加載，子加載器才嘗試自行加載
4. 全鏈路都失敗則拋出 ClassNotFoundException

設計優勢

• 避免重複加載：父已加載則子不再重複工作
• 安全性保障：核心類（如 java.lang.String）只能由 Bootstrap 加載，防止惡意代碼替換核心 API

類身份判定規則

JVM 判定兩個類是否相同，需同時滿足：

• 類全限定名相同
• 由同一個 ClassLoader 實例加載

即使字節碼完全一致，不同加載器加載也視為不同類。

自定義 ClassLoader 實戰

方案一：繼承 ClassLoader（需重寫 findClass）

public class NetworkClassLoader extends ClassLoader {
    private String rootUrl;
    public NetworkClassLoader(String rootUrl) { this.rootUrl = rootUrl; }
    
    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        byte[] classData = getClassData(name);  // 從網絡/文件獲取字節碼
        if (classData == null) throw new ClassNotFoundException();
        return defineClass(name, classData, 0, classData.length);
    }
    // getClassData() 實現略...
}

方案二：繼承 URLClassLoader（更簡潔）

public class SimpleURLClassLoader extends URLClassLoader {
    public static String projectClassPath = "E:/workspace/project/bin/";
    
    public SimpleURLClassLoader() {
        super(getMyURLs());  // 指定掃描路徑
    }
    
    @Override
    protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) 
            throws ClassNotFoundException {
        // 可選：打破雙親委派，實現熱插拔
        // 但 java.* 開頭類仍由系統加載器處理
    }
}

類卸載條件（GC 回收）

類必須同時滿足三條件才能被卸載：

1. 該類所有實例已被 GC
2. 加載該類的 ClassLoader 實例已被 GC
3. 該類 java.lang.Class 對象無任何引用

注意：GC 時機不可控，類卸載同樣不可控。

驗證類卸載示例

SimpleURLClassLoader loader = new SimpleURLClassLoader();
Class clazzA = loader.load("testjvm.testclassloader.A");
Object a = clazzA.newInstance();

// 清除所有引用
a = null;
clazzA = null;
loader = null;

System.gc();  // 僅建議執行 GC
System.out.println("GC over");

參考文檔：
CSDN 類加載詳解 | OSChina 類加載實戰