类与类加载器

在Java中，类和类加载器是密切相关的两个概念，理解它们有助于我们更好地掌握Java的运行机制。

什么是Java类？

Java类就像是一个模板或蓝图，它定义了对象的属性和行为。比如"汽车"可以看作一个类，它有颜色、品牌等属性，有行驶、刹车等行为。我们根据这个类可以创建具体的汽车对象（如一辆红色的特斯拉）。

// 汽车类（模板）
class Car {String color;  // 属性String brand;  // 属性// 行为void drive() {System.out.println(brand + "汽车正在行驶");}
}// 创建对象（根据模板造具体的车）
Car myCar = new Car();
myCar.color = "红色";
myCar.brand = "特斯拉";
myCar.drive();  // 输出：特斯拉汽车正在行驶

什么是类加载器？

类加载器（ClassLoader）就像是"类的搬运工"，它的作用是把.class文件（编译后的类）加载到Java虚拟机（JVM）中，让JVM能够认识这个类并使用它。

想象一下：JVM就像一个大型工厂，类就像是生产所需的图纸。类加载器的工作就是把这些图纸从文件系统、网络或其他地方运送到工厂里，供工厂使用。

咱们可以把Java虚拟机（JVM）想象成一个“大工厂”，类加载器就是负责给这个工厂“运图纸（类）”的工人。

从虚拟机角度看（两种类加载器）

• 启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）：它是工厂里“最核心的元老级搬运工”，用C++写的，是虚拟机本身的一部分。专门搬最基础、最核心的“工厂自带图纸”，像java.lang.String这类Java最根本的类，就靠它搬。
• 其他类加载器：这些是“后来的搬运工”，用Java写的，和虚拟机是分开的。它们都得继承java.lang.ClassLoader这个抽象类，负责搬一些额外的图纸。

从开发者角度看（更细致的划分）

• 启动类加载器：还是那个“核心元老搬运工”，负责搬<JRE_HOME>\lib目录里（或者-Xbootclasspath参数指定路径里）、虚拟机能认出来的“核心图纸”。比如java.util（工具类）、java.io（输入输出类）、java.lang（语言基础类）这些常用基础类库。而且它很“傲娇”，只认文件名，像rt.jar这类符合名字的才搬，名字不对的，哪怕在lib目录里也不管。另外，Java程序没法直接调用它。

• 扩展类加载器（Extension ClassLoader）：它是“扩展搬运工”，负责搬<JRE_HOME>/lib/ext目录或者java.ext.dir系统变量指定路径里的“扩展图纸”。像swing（界面相关）、内置js引擎、xml解析器这些以javax开头的扩展类库，都由它来搬。开发者是可以直接用这个加载器的。

• 应用程序类加载器（Application ClassLoader）：也叫“系统类加载器”，是“用户搬运工”。负责搬用户自己指定的类路径（ClassPath）里的“图纸”，比如我们自己写的类，或者第三方的jar包。如果我们没自己定义类加载器，程序默认就用它来搬图纸。而且它可以通过ClassLoader的getSystemClassLoader()方法获取到，开发者能直接使用。

类与类加载器的关系

• 每个类被加载到JVM后，都会记录是被哪个类加载器加载的
• 类加载器之间存在"父子关系"：Application的父是Extension，Extension的父是Bootstrap
• 判断两个类是否相同，不仅要看类名是否一样，还要看它们是否被同一个类加载器加载

打个比方：两个名字相同的"汽车"图纸，如果一个是由"中国搬运工"搬来的，一个是由"美国搬运工"搬来的，JVM会认为它们是不同的类。

为什么需要类加载器？

1. 实现了类的动态加载：需要用某个类时才加载，不用时不加载，节省资源
2. 实现了隔离性：不同的类加载器可以加载同名类而不冲突，这对容器（如Tomcat）很重要
3. 安全性：可以通过自定义类加载器来控制哪些类能被加载，防止恶意代码

理解类和类加载器的关系，有助于我们解决类冲突、类找不到等问题，也是学习Java反射、动态代理等高级特性的基础。

在Java类加载机制中，双亲委派模型可以类比成一个公司的文件审批流程，这样能更通俗易懂地理解。

什么是双亲委派模型

在Java里，类加载器之间存在层次关系，形成了一个类似树形的结构。除了最顶层的启动类加载器 ，其他类加载器都有自己的“父加载器”，比如扩展类加载器的父加载器是启动类加载器，应用程序类加载器的父加载器是扩展类加载器。双亲委派模型规定，当一个类加载器收到类加载请求时，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把请求委派给父加载器去完成，只有当父加载器无法完成加载任务时，子加载器才会尝试自己去加载。

用公司审批流程举例说明

假设你在公司里写了一份重要的报告，需要经过审批才能正式发布。这就类似于类加载器收到加载类的请求。

• 部门经理（应用程序类加载器）：你作为普通员工，写好报告后会先交给部门经理，对应应用程序类加载器收到类加载请求，它不会自己先去处理，而是把请求向上提交。
• 部门总监（扩展类加载器）：部门经理拿到你的报告后，不会直接审批，而是交给部门总监，这就好比应用程序类加载器把加载请求交给扩展类加载器。部门总监拿到报告后，同样也不会直接审批，而是继续往上提交。
• 公司老板（启动类加载器）：部门总监把报告交给公司老板，启动类加载器作为最顶层，先检查这个报告（类）是不是属于它负责的核心内容，比如公司的基本规章制度、财务审批流程等相关文件（Java核心类库） 。如果是，老板就直接审批（加载类）；如果不是，比如是关于某个项目的具体报告，老板就会把报告打回给部门总监，说“这事儿不归我管，你处理一下”。
• 部门总监处理：部门总监接到老板打回的报告后，查看是否属于自己职责范围内，比如一些技术规范、行业标准相关的报告，如果是就审批（加载类）；如果不是，再打回给部门经理。
• 部门经理处理：部门经理接到报告，一看是关于自己部门项目执行情况的报告，就自己审批了（应用程序类加载器自己加载类）。

双亲委派模型的好处

• 避免重复加载：如果父加载器已经加载过这个类，子加载器就不需要再加载了，节省了资源。就像在公司审批流程中，如果高层已经审批过类似的文件，底层就不用重复审批。
• 保证安全性：它确保了Java核心类库的一致性和安全性。因为核心类库都是由最顶层的启动类加载器加载的，防止了用户自定义的类去替换核心类。比如不会出现有人写一个假的java.lang.String类混入系统，因为启动类加载器只会加载真正的核心String类 。

对象的创建过程

咱们把Java中对象的创建过程，比作"盖房子"的过程，这样就很好理解了：

1. 确定图纸（类加载检查）

1.当你说new 房子()时，JVM首先会检查"房子"这个类的图纸（.class文件）有没有被加载到内存里。如果没加载，就会让类加载器去把图纸搬过来（类加载过程）。
就像盖房子前，必须先有建筑图纸，而且图纸得先拿到工地才行。

1. 圈地（分配内存）
   图纸确认后，JVM会在内存里找一块合适的地方（堆内存），专门用来盖这个房子（存放对象）。
   相当于开发商在空地上圈出一块地，大小刚好够盖这栋房子。

1. 地基处理（初始化零值）
   圈好地后，JVM会先把这块地"打扫干净"，给里面的各种属性（比如房子的面积、房间数）设置默认值（数字0、布尔false、引用null等）。
   就像盖房子前，先把地皮整平，打好地基，确保基础是合格的。

1. 挂门牌（设置对象头）
   JVM会给这个对象加一个"身份证"（对象头），里面记录着：这个对象属于哪个类（对应哪个图纸）、哈希码、GC信息等。
   相当于给房子挂上门牌，写明"这是XX小区3号楼"，方便后续查找和管理。

1. 内部装修（执行初始化）
   最后一步是真正按照图纸装修：给属性赋值（比如面积120平米、3个房间）、执行构造方法里的逻辑（比如安装门窗、铺地板）。
   到这一步，房子才算真正盖好，能住人（使用对象）了。

总结一下：从确认图纸→分配空间→基础处理→标记身份→详细装修，一步不差，一个对象就创建出来了。就像盖房子一样，按流程来才能保证最终的"房子"能用、好用。