Java类加载器详解：从启动到Hotswap

"classloader体系结构，包括启动类加载器、扩展类加载器、系统类加载器和用户自定义类加载器。重点讲述了类加载器的工作原理和特性，以及hotswap概念。" Java的类加载器（ClassLoader）体系是JVM（Java虚拟机）的核心组成部分，它负责查找和加载类到内存中。该体系结构主要包括四个层次： 1. **BootstrapClassLoader**（启动类加载器）：它是最基础的类加载器，由C++实现，负责加载JVM的基础类库，如rt.jar，这些类库位于JDK的安装目录`lib`下或者由`-Xbootclasspath`参数指定的路径。 2. **ExtensionClassLoader**（扩展类加载器）：主要负责加载`JDK_HOME/lib/ext`目录下的JAR包，或者由`-Djava.ext.dirs`指定的额外扩展目录中的类库。 3. **SystemClassLoader**（系统类加载器）：也称为应用程序类加载器，它负责加载`java.class.path`系统属性指定的路径中的类和JAR包，通常是应用的主类路径。 4. **UserCustomClassLoader**（用户自定义类加载器）：开发者可以根据需求创建自定义的类加载器，继承自`java.lang.ClassLoader`，实现自己的类查找和加载逻辑，以满足动态加载类的需求，比如热替换（hotswap）等高级功能。 类加载器有以下几个关键特性： - **命名空间**：每个类加载器都有自己的命名空间，确保在同一个命名空间内不会有两个同名的类。 - **双亲委派模型**：除了BootstrapClassLoader，其他类加载器在尝试加载类时，会先委托给父类加载器尝试加载，只有当父类加载器无法找到对应类时，才由当前类加载器自行加载。这种机制保障了核心类库的稳定性，防止用户自定义类覆盖系统类。 加载类的步骤大致如下： 1. **检查已加载类**：查看当前类加载器是否已经加载过该类。 2. **委派加载**：如果类还未加载，会递归地委托给父类加载器加载，直到BootstrapClassLoader。 3. **尝试加载**：如果父类加载器无法加载，当前类加载器会尝试从指定的源（例如文件系统或网络）加载类。 在Java开发中，理解类加载器的工作原理对于解决一些高级问题，如插件化开发、类隔离、热部署等至关重要。Hotswap（热替换）是指在运行时替换已加载类的方法实现，使得应用无需重启就能更新代码，提高了开发效率。虽然标准Java平台的类加载器不直接支持热替换，但通过第三方工具（如JRebel、DCEVM等）可以实现这个功能。