Java ClassLoader 層級(jí)由Bootstrap、Extension 和Application ClassLoader 構(gòu)成父子結(jié)構(gòu)，採(cǎi)用委託優(yōu)先模型，確保核心類(lèi)一致性與安全性；類(lèi)加載問(wèn)題常見(jiàn)於類(lèi)路徑錯(cuò)誤或類(lèi)加載器隔離，排查時(shí)需檢查依賴(lài)、日誌及使用-verbose:class 參數(shù)；自定義ClassLoader 需繼承並重寫(xiě)findClass()，避免重複加載並註意熱替換機(jī)制。

Java 的類(lèi)加載機(jī)制是JVM 中一個(gè)非?；A(chǔ)但容易被忽視的部分。很多人在寫(xiě)代碼時(shí)並不會(huì)直接和ClassLoader 打交道，但在實(shí)際開(kāi)發(fā)中，比如使用框架、容器、熱部署等功能時(shí)，ClassLoader 的行為往往直接影響程序運(yùn)行。理解它的層級(jí)結(jié)構(gòu)和委託模型，能幫助你更好地排查類(lèi)加載問(wèn)題。

什麼是Java ClassLoader 層級(jí)？

Java 的類(lèi)加載器並不是只有一個(gè)，而是一層層嵌套的結(jié)構(gòu)。 JVM 默認(rèn)提供了三個(gè)主要的類(lèi)加載器：

• Bootstrap ClassLoader ：負(fù)責(zé)加載JDK 核心類(lèi)（如java.lang.* ），通常是用C 實(shí)現(xiàn)的。
• Extension ClassLoader ：負(fù)責(zé)加載擴(kuò)展類(lèi)庫(kù)（位於jre/lib/ext或指定路徑下的jar 包）。
• Application ClassLoader （也叫System ClassLoader）：負(fù)責(zé)加載用戶(hù)類(lèi)路徑（classpath）中的類(lèi)。

這三個(gè)類(lèi)加載器構(gòu)成了一個(gè)父子結(jié)構(gòu)，每個(gè)子加載器都有一個(gè)父加載器。你可以通過(guò)調(diào)用getClass().getClassLoader()來(lái)查看當(dāng)前類(lèi)是由哪個(gè)加載器加載的。

類(lèi)加載的委託模型是怎麼工作的？

Java 的類(lèi)加載採(cǎi)用“委託優(yōu)先”模型。也就是說(shuō)，當(dāng)一個(gè)類(lèi)加載器收到加載類(lèi)的請(qǐng)求時(shí)，它不會(huì)立刻自己去加載，而是先把這個(gè)請(qǐng)求交給它的父類(lèi)加載器處理。只有當(dāng)父類(lèi)加載器無(wú)法加載這個(gè)類(lèi)時(shí)，才由自己嘗試加載。

舉個(gè)例子：

1. 你的應(yīng)用類(lèi)com.example.MyClass被Application ClassLoader 請(qǐng)求加載；
2. 它首先會(huì)委託給Extension ClassLoader；
3. Extension ClassLoader 又會(huì)委託給Bootstrap ClassLoader；
4. 如果Bootstrap 和Extension 都找不到這個(gè)類(lèi)，Application ClassLoader 才真正去classpath 下找。

這種設(shè)計(jì)是為了保證核心類(lèi)的一致性和安全性，避免多個(gè)類(lèi)加載器重複加載相同的類(lèi)，造成衝突或資源浪費(fèi)。

為什麼有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)NoClassDefFoundError 或ClassNotFoundException？

這兩個(gè)異常雖然看起來(lái)差不多，但背後的原因可能完全不同。

常見(jiàn)原因分析

• ClassNotFoundException ：通常是你手動(dòng)調(diào)用Class.forName()或ClassLoader.loadClass()時(shí)傳入了錯(cuò)誤的類(lèi)名，或者類(lèi)確實(shí)不存在於classpath 中。
• NoClassDefFoundError ：表示類(lèi)在編譯期存在，但在運(yùn)行時(shí)找不到。這通常是因?yàn)殪o態(tài)初始化塊出錯(cuò)，或者不同類(lèi)加載器之間類(lèi)可見(jiàn)性不一致導(dǎo)致的。

比如你有兩個(gè)模塊A 和B，A 被加載到一個(gè)自定義類(lèi)加載器中，B 是系統(tǒng)類(lèi)加載器加載的。如果B 嘗試引用A 中的類(lèi)，就會(huì)因?yàn)轭?lèi)加載器不可見(jiàn)而導(dǎo)致這個(gè)錯(cuò)誤。

解決建議

• 檢查依賴(lài)是否正確打包並放置在正確的classpath 中；
• 查看日誌中是否有類(lèi)加載失敗的提示（有些框架會(huì)在啟動(dòng)時(shí)打印類(lèi)加載過(guò)程）；
• 使用-verbose:class參數(shù)運(yùn)行程序，可以看到類(lèi)加載的具體路徑和加載器；
• 對(duì)於Web 應(yīng)用或插件系統(tǒng)，注意不同模塊使用的類(lèi)加載器是否隔離。

自定義ClassLoader 有什麼注意事項(xiàng)？

在某些場(chǎng)景下，比如熱部署、加密類(lèi)文件、遠(yuǎn)程加載等，我們可能會(huì)需要自定義ClassLoader。這時(shí)候需要注意幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：

• 繼承ClassLoader並重寫(xiě)findClass()方法是最推薦的方式；
• 不要輕易覆蓋loadClass() ，除非你明確知道要打破默認(rèn)的委託模型；
• 確保類(lèi)加載的唯一性，避免同一個(gè)類(lèi)被不同的類(lèi)加載器重複加載；
• 如果你要實(shí)現(xiàn)熱替換，記得卸載舊的類(lèi)加載器，並創(chuàng)建新的實(shí)例。

如果你的應(yīng)用中有多個(gè)ClassLoader 同時(shí)工作，一定要清楚它們之間的關(guān)係和加載順序，否則很容易出現(xiàn)“類(lèi)找到了但方法找不到”、“類(lèi)衝突”等問(wèn)題。

基本上就這些。了解ClassLoader 的層級(jí)和委託模型，對(duì)解決類(lèi)加載問(wèn)題很有幫助。雖然平時(shí)不太會(huì)直接操作它，但一旦遇到問(wèn)題，這些知識(shí)就能派上用場(chǎng)。

以上是了解Java ClassLoader層次結(jié)構(gòu)和委派模型的詳細(xì)內(nèi)容。更多資訊請(qǐng)關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！