类加载器简介

类加载器（ClassLoader）是负责加载“.class”文件（即字节码文件）的，每个字节码文件都会有一个特殊的文件标示，因此一个java文件只会有一个字节码文件。类加载器会把字节码文件的内容加载到内存中，并把这些内容转化成内存中的数据结构。类加载器只负责加载class文件，至于这个class文件是否可以被运行，则取决于执行引擎（Execution Engine）。如下图所示：

ClassLoader把class文件加载成一个Class类，如上图的Car Class类。它是一个类模板，依据这个类模板我们可以创建多个不同的实例对象。实例对象可以有多个，而类模板则只能有一个，如下测试所示：

public class Car {
    private String name;
    public String getName() {
        return name;
    }
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Car car1 = new Car();
        Car car2 = new Car();
        Car car3 = new Car();
        System.out.println("car1的哈希码：" + car1.hashCode());
        System.out.println("car2的哈希码：" + car2.hashCode());
        System.out.println("car3的哈希码：" + car3.hashCode());
        System.out.println("car1.getClass的哈希码：" + car1.getClass().hashCode());
        System.out.println("car2.getClass的哈希码：" + car2.getClass().hashCode());
        System.out.println("car3.getClass的哈希码：" + car3.getClass().hashCode());
    }
}

测试结果：

类加载子系统

启动类加载器（Bootstrap）

启动类加载器也叫根加载器，采用c++编写，用于加载Java的核心类，即JAVA_HOME/jre/lib下的jar包：

拓展类加载器（Extension）

拓展类加载器采用Java编写，用于加载拓展类，即 JAVA_HOME/jre/lib/ext下的jar包：

应用程序加载器（AppClassLoader）

应用程序加载器采用Java编写，也叫系统类加载器，用于加载应用程序ClassPath下的类（包含jar包中的类），程序员自己编写的类由该类加载器加载。

线程上下文加载器（ThreadContextClassLoader）

线程上下文加载不是一个新的类型的类加载器，但更像一个类加载器的角色，ThreadContextClassLoader可以是上述类加载器的任意一种，但往往是AppClassLoader

自定义加载器

程序员可以自定义类加载器，只需要继承 ClassLoader类和覆盖findClass()方法，不过AppClassLoader一般来说是完全够用的，一般不需要使用自定义的类加载器。

双亲委派机制

首先需要了解Java自带的类加载器的层次结构（或不严格来说的继承关系）：

在虚拟机启动的时候会初始化BootstrapClassLoader，然后在Launcher类中去加载ExtClassLoader、AppClassLoader，并将AppClassLoader的parent设置为ExtClassLoader，并设置线程上下文类加载器。Launcher是JRE中用于启动程序入口main()的类，如：

public Launcher() {
        Launcher.ExtClassLoader var1;
        try {
            //加载扩展类类加载器
            var1 = Launcher.ExtClassLoader.getExtClassLoader();
        } catch (IOException var10) {
            throw new InternalError("Could not create extension class loader", var10);
        }
        try {
            //加载应用程序类加载器，并设置parent为extClassLoader
            this.loader = Launcher.AppClassLoader.getAppClassLoader(var1);
        } catch (IOException var9) {
            throw new InternalError("Could not create application class loader", var9);
        }
        //设置默认的线程上下文类加载器为AppClassLoader
        Thread.currentThread().setContextClassLoader(this.loader);
        //此处删除无关代码 
        ...
}

所有的类加载器都遵循双亲委派机制：
当任何层次的一个类加载器去加载类时先尝试让父类加载器去加载，如果父类加载器加载不了再尝试自身加载。比如：AppClassLoader收到加载某个类类的请求，它会先把请求给它的父类ExtClassLoader，而ExtClassLoader又会给它的父类BootstrapClassLoader。因此，首先由根加载器加载这个类，如果BootstrapClassLoader无法加载，则才会让ExtClassLoader加载，如果ExtClassLoader还是无法加载，最后才会给到AppClassLoader去加载。

关于ExtClassLoader继承BootstrapClassLoader其实是不准确或者不正确的，因为BootstrapClassLoader是采用c++编写的，使用Java代码是无法获取BootstrapClassLoader的，如：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Car car = new Car();
        ClassLoader classLoader = car.getClass().getClassLoader();
        //尝试获取AppClassLoader
        System.out.println(classLoader);
        //尝试获取ExtClassLoader
        System.out.println(classLoader.getParent());
        //尝试获取BootstrapClassLoader
        System.out.println(classLoader.getParent().getParent());
    }
}

双亲委派模型能保证基础类仅加载一次，不会让jvm中存在重名的类。比如String.class，每次加载都委托给父加载器，最终都是BootstrapClassLoader，都保证java核心类都是BootstrapClassLoader加载的，保证了java的安全与稳定性。

4.沙箱安全机制（了解即可）
Java安全模型的核心就是Java沙箱(sandbox) ，沙箱是一个限制程序运行的环境。沙箱机制就是将Java代码限定在虚拟机(JVM)特定的运行范围中，并且严格限制代码对本地系统资源访问，通过这样的措施来保证对代码的有效隔离，防止对本地系统造成破坏。沙箱主要限制系统资源访问，那系统资源包括什么? CPU、内存、文件系统、网络。不同级别的沙箱对这些资源访问的限制也可以不一样。所有的Java程序运行都可以指定沙箱，可以定制安全策略。在Java中将执行程序分成本地代码和远程代码两种，本地代码默认视为可信任的，而远程代码则被看作是不受信的。对于授信的本地代码,可以访问一切本地资源。而对于非授信的远程代码在早期的Java实现中，安全依赖于沙箱Sandbox)机制。

组成沙箱的基本组件：
字节码校验器(bytecode verifier) ：确保Java类文件遵循Java语言规范。这样可以帮助Java程序实现内存保护。但并不是所有的类文件都会经过字节码校验，比如核心类。

类加载器(class loader) :
其中类加载器在3个方面对Java沙箱起作用
它防止恶意代码去干涉善意的代码；
它守护了被信任的类库边界；
它将代码归入保护域，确定了代码可以进行哪些操作。