Что такое ClassLoader в Java?

ClassLoader в Java — это абстрактный класс (java.lang.ClassLoader), отвечающий за загрузку классов во время выполнения программы. Он находит байт-код класса (.class файл), преобразует его в объект Class и сохраняет его в памяти JVM.

Основные функции ClassLoader:

• Загрузка: Чтение байт-кода класса из различных источников (файл, сеть и т.д.).
• Проверка: Выполнение проверок безопасности на загружаемом байт-коде.
• Связывание (Linking):
  • Проверка (Verification): Проверка корректности байт-кода.
  • Подготовка (Preparation): Инициализация статических переменных класса значениями по умолчанию.
  • Разрешение (Resolution): Загрузка классов, на которые ссылается текущий класс, при необходимости (динамически).
• Инициализация (Initialization): Выполнение статических блоков и присвоений статическим переменным.

Иерархия ClassLoader:

Java имеет иерархию ClassLoader-ов с делегированием:

1. Bootstrap ClassLoader: Загружает основные классы JDK (rt.jar). Написан на C++ и является частью JVM.
2. Extension ClassLoader: Загружает классы из директории jre/lib/ext. Является дочерним по отношению к Bootstrap ClassLoader.
3. System (Application) ClassLoader: Загружает классы из директории приложения (classpath). Является дочерним по отношению к Extension ClassLoader. Возвращается методом ClassLoader.getSystemClassLoader().

При загрузке класса ClassLoader сначала делегирует запрос своему родительскому ClassLoader-у. Если родитель не может найти или загрузить класс, текущий ClassLoader пытается найти его сам. Это предотвращает загрузку одного и того же класса несколько раз и обеспечивает согласованность.

Пример получения ClassLoader:

// Получение System ClassLoader
ClassLoader systemClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();

// Получение ClassLoader класса Object
ClassLoader objectClassLoader = Object.class.getClassLoader();

Custom ClassLoader:

Можно создавать свои собственные ClassLoader-ы, наследуясь от ClassLoader, чтобы загружать классы из нестандартных источников или применять специальные логики загрузки.

// Пример простейшего Custom ClassLoader (для демонстрации)
class CustomClassLoader extends ClassLoader {

    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        // В реальном сценарии здесь будет логика чтения байт-кода
        throw new ClassNotFoundException(name);
    }
}

ClassLoader-ы важны для модульности, безопасности и динамической загрузки кода в Java.