Groovy中定义了不少ClassLoader，本文将介绍其中绝大多数Groovy脚本都会涉及到的，也是最主要的3个ClassLoader：RootLoader、GroovyClassLoader和GroovyClassLoader.InnerLoader。
注：以下分析的Groovy源代码来自Groovy 2.1.3。
Java的ClassLoader
顾名思义，Java的ClassLoader就是类的装载器，它使JVM可以动态的载入Java类，JVM并不需要知道从什么地方（本地文件、网络等）载入Java类，这些都由ClassLoader完成。
可以说，ClassLoader是Class的命名空间。同一个名字的类可以由多个ClassLoader载入，由不同ClassLoader载入的相同名字的类将被认为是不同的类；而同一个ClassLoader对同一个名字的类只能载入一次。
Java的ClassLoader有一个著名的双亲委派模型（Parent Delegation Model）：除了Bootstrap ClassLoader外，每个ClassLoader都有一个parent的ClassLoader，沿着parent最终会追索到Bootstrap ClassLoader；当一个ClassLoader要载入一个类时，会首先委派给parent，如果parent能载入这个类，则返回，否则这个ClassLoader才会尝试去载入这个类。
Java的ClassLoader体系如下，其中箭头指向的是该ClassLoader的parent：
BootstrapClassLoader ↑ ExtensionClassLoader ↑ SystemClassLoader ↑ UserCustomClassLoader//不一定有
更多关于Java的ClassLoader的信息请参考以下资料：
Java Classloader Understanding Extension Class Loading Understanding Extension Class Loading ClassLoader与JVM
Groovy的ClassLoader
我们首先通过一个脚本来看一下，一个Groovy脚本的ClassLoader以及它的祖先们分别是什么：
defcl=this.class.classLoader while(cl){ printlncl cl=cl.parent }
输出如下：
groovy.lang.GroovyClassLoader$InnerLoader@18622f3 groovy.lang.GroovyClassLoader@147c1db org.codehaus.groovy.tools.RootLoader@186db54 sun.misc.Launcher$AppClassLoader@192d342 sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@6b97fd
我们从而得出Groovy的ClassLoader体系：
null//即BootstrapClassLoader ↑ sun.misc.Launcher.ExtClassLoader//即ExtensionClassLoader ↑ sun.misc.Launcher.AppClassLoader//即SystemClassLoader ↑ org.codehaus.groovy.tools.RootLoader//以下为UserCustomClassLoader ↑ groovy.lang.GroovyClassLoader ↑ groovy.lang.GroovyClassLoader.InnerLoader
下面我们分别介绍一下RootLoader、GroovyClassLoader和GroovyClassLoader.InnerLoader。
Groovy脚本启动过程
要介绍RootLoader前，我们需要介绍一下Groovy脚本的启动过程。
当我们在命令行输入“groovy SomeScript”来运行脚本时，调用的是shell脚本$GROOVY_HOME/bin/groovy：
#… startGroovygroovy.ui.GroovyMain"$@"
其中startGroovy定义在$GROOVY_HOME/bin/startGroovy中：
#… STARTER_CLASSPATH="$GROOVY_HOME/lib/groovy-2.1.3.jar" #… startGroovy(){ CLASS=$1 shift #StarttheProfilerortheJVM if$useprofiler;then runProfiler else exec"$JAVACMD"$JAVA_OPTS\ -classpath"$STARTER_CLASSPATH"\ -Dscript.name="$SCRIPT_PATH"\ -Dprogram.name="$PROGNAME"\ -Dgroovy.starter.conf="$GROOVY_CONF"\ -Dgroovy.home="$GROOVY_HOME"\ -Dtools.jar="$TOOLS_JAR"\ $STARTER_MAIN_CLASS\ –main$CLASS\ –conf"$GROOVY_CONF"\ –classpath"$CP"\ "$@" fi } STARTER_MAIN_CLASS=org.codehaus.groovy.tools.GroovyStarter
我们可以发现，这里其实是通过java启动了org.codehaus.groovy.tools.GroovyStarter，然后把“–main groovy.ui.GroovyMain”作为参数传给GroovyStarter，最后又把SomeScript作为参数传给GroovyMain。注意，这里只把$GROOVY_HOME/lib/groovy-2.1.3.jar作为classpath参数传给了JVM，而不包含Groovy依赖的第三方jar包。
我们来看一下GroovyStarter的源代码（其中省略了异常处理的代码）：
publicstaticvoidrootLoader(Stringargs[]){ Stringconf=System.getProperty("groovy.starter.conf",null); LoaderConfigurationlc=newLoaderConfiguration(); //这里省略了解析命令行参数的代码 //loadconfigurationfile if(conf!=null){ lc.configure(newFileInputStream(conf)); } //createloaderandexecutemainclass ClassLoaderloader=newRootLoader(lc); Classc=loader.loadClass(lc.getMainClass());//使用RootLoader载入GroovyMain Methodm=c.getMethod("main",newClass[]{String[].class}); m.invoke(null,newObject[]{newArgs});//调用GroovyMain的main方法 } // publicstaticvoidmain(Stringargs[]){ rootLoader(args); }
这里的LoaderConfiguration是用来做什么的呢？它是用来解析$GROOVY_HOME/conf/groovy-starter.conf文件的，该文件内容如下（去掉了注释部分）：
load!{groovy.home}/lib/*.jar load!{user.home}/.groovy/lib/*.jar load${tools.jar}
这表示，将$GROOVY_HOME/lib/*.jar、$HOME/.groovy/lib/*.jar以及tools.jar加入到RootLoader的classpath中，可以看出，这里包含了Groovy依赖的第三方jar包。
接下来，我们来看一下GroovyMain的源代码。GroovyMain的main函数进去之后，最终会到达processOnce方法：
privatevoidprocessOnce()throwsCompilationFailedException,IOException{ GroovyShellgroovy=newGroovyShell(conf); if(isScriptFile){ if(isScriptUrl(script)){ groovy.run(getText(script),script.substring(script.lastIndexOf("/")+1),args); }else{ groovy.run(huntForTheScriptFile(script),args);//本地脚本文件执行这行 } }else{ groovy.run(script,"script_from_command_line",args); } }
可以看到，GroovyMain是通过GroovyShell来执行脚本文件的，GroovyShell的具体执行脚本的代码我们不再分析，我们只看GroovyShell的构造函数中初始化ClassLoader的代码：
finalClassLoaderparentLoader=(parent!=null)?parent:GroovyShell.class.getClassLoader(); this.loader=AccessController.doPrivileged(newPrivilegedAction<GroovyClassLoader>(){ publicGroovyClassLoaderrun(){ returnnewGroovyClassLoader(parentLoader,config); } });
由此可见，GroovyShell使用了GroovyClassLoader来加载类，而该GroovyClassLoader的parent即为GroovyShell的ClassLoader，也就是GroovyMain的ClassLoader，也就是RootLoader。
最后来总结一下Groovy脚本的启动流程（括号中表示使用的ClassLoader）：
GroovyStarter ↓(RootLoader) GroovyMain ↓ GroovyShell ↓(GroovyClassLoader) SomeScript
RootLoader
RootLoader作为Groovy的根ClassLoader，负责加载Groovy及其依赖的第三方库中的类。它管理了Groovy的classpath，我们可以通过$GROOVY_HOME/conf/groovy-starter.conf文件或groovy的命令行参数“-classpath”往其中添加路径。注意，这有别于java的命令行参数“-classpath”定义的classpath，RootLoader中的classpath对Java原有的ClassLoader是不可见的。
我们先通过一个脚本来看一下RootLoader是如何体现为Groovy的classpath管理者的：
classC{} printlnthis.class.classLoader printlnC.classLoader println() printlngroovy.ui.GroovyMain.classLoader printlnorg.objectweb.asm.ClassVisitor.classLoader println() printlnString.classLoader println() printlnorg.codehaus.groovy.tools.GroovyStarter.classLoader printlnClassLoader.systemClassLoader.findLoadedClass(‘org.codehaus.groovy.tools.GroovyStarter’)?.classLoader println()
输出如下：
groovy.lang.GroovyClassLoader$InnerLoader@1ba6076 groovy.lang.GroovyClassLoader$InnerLoader@1ba6076 org.codehaus.groovy.tools.RootLoader@a97b0b org.codehaus.groovy.tools.RootLoader@a97b0b null org.codehaus.groovy.tools.RootLoader@a97b0b sun.misc.Launcher$AppClassLoader@192d342
脚本类和C类的ClassLoader是GroovyClassLoader.InnerLoader，这是我们预期内的。 GroovyMain 的ClassLoader是RootLoader，是因为GroovyStarter就是用RootLoader来加载它的；而ClassVisitor 是Groovy依赖的asm库中的类，这个库的jar文件路径不在Java的classpath中，而是在Groovy的classpath中，所以很自然的，它的ClassLoader也是RootLoader。 String的ClassLoader是null，这是因为JDK中的基本类型都必须由Bootstrap ClassLoader加载（如果允许自定义的ClassLoader加载，那就天下大乱了）。 GroovyStarter 的ClassLoader是RootLoader，这点让我们很意外，GroovyStarter应该已经由System ClassLoader载入（systemClassLoader.findLoadedClass证实了这个想法），根据双亲委派模型，System ClassLoader的后代都不会尝试去加载这个类，为什么RootLoader又去加载了一次GroovyStarter呢？
答案很简单，因为RootLoader没有遵循双亲委派模型。我们来看一下RootLoader的loadClass方法（做了一些简单的方法展开）：
protectedsynchronizedClassloadClass(finalStringname,booleanresolve)throwsClassNotFoundException{ Classc=this.findLoadedClass(name); if(c!=null)returnc; c=(Class)customClasses.get(name);//customClasses定义了一些必须由Java原有ClassLoader载入的类 if(c!=null)returnc; try{ c=super.findClass(name);//先尝试加载这个类 }catch(ClassNotFoundExceptioncnfe){ //IGNORE } if(c==null)c=super.loadClass(name,resolve);//加载不到则回到原有的双亲委派模型 if(resolve)resolveClass(c); returnc; }
RootLoader先尝试加载类，如果加载不到，再委派给parent加载，所以即使parent已经载入了GroovyStarter，RootLoader还会再加载一次。
为什么要这样做的？道理很简单。在前文中，我一再提醒大家，Java的classpath中只包含了Groovy的jar包，而不包含Groovy依赖的第三方jar包，而Groovy的classpath则包含了Groovy以及其依赖的所有第三方jar包。如果RootLoader使用双亲委派模型，那么Groovy的jar包中的类就会由System ClassLoader加载，当解析Groovy的类时，需要加载第三方的jar包，这时System ClassLoader并不知道从哪里加载，导致找不到类。因此RootLoader并没有使用双亲委派模型。
可能你有疑问：为什么不把这些jar包都加入Java的classpath中？这样不就不会有这个问题了吗？确实如此，但是Groovy可以通过多种方式更灵活的往自己的classpath中添加路径（你甚至可以通过代码往RootLoader的classpath中添加路径），而Java的classpath只能通过命令行添加，因此就有了RootLoader这样的设计。
GroovyClassLoader
GroovyClassLoader主要负责在运行时编译groovy源代码为Class的工作，从而使Groovy实现了将groovy源代码动态加载为Class的功能。
GroovyClassLoader编译groovy代码的工作重要集中到doParseClass方法中：
privateClassdoParseClass(GroovyCodeSourcecodeSource){ validate(codeSource);//简单校验一些参数是否为null Classanswer;//Wasneitheralreadyloadednorcompiling,socompileandaddtocache. CompilationUnitunit=createCompilationUnit(config,codeSource.getCodeSource()); SourceUnitsu=null; if(codeSource.getFile()==null){ su=unit.addSource(codeSource.getName(),codeSource.getScriptText()); }else{ su=unit.addSource(codeSource.getFile()); } ClassCollectorcollector=createCollector(unit,su);//这里创建了InnerLoader unit.setClassgenCallback(collector); intgoalPhase=Phases.CLASS_GENERATION; if(config!=null&&config.getTargetDirectory()!=null)goalPhase=Phases.OUTPUT; unit.compile(goalPhase);//编译groovy源代码 //查找源文件中的MainClass answer=collector.generatedClass; StringmainClass=su.getAST().getMainClassName(); for(Objecto:collector.getLoadedClasses()){ Classclazz=(Class)o; StringclazzName=clazz.getName(); definePackage(clazzName); setClassCacheEntry(clazz); if(clazzName.equals(mainClass))answer=clazz; } returnanswer; }
如何编译groovy源代码已超出本文的范畴，因此不再介绍具体过程。
GroovyClassLoader.InnerLoader
我们继续来看一下GroovyClassLoader的createCollector方法：
protectedClassCollectorcreateCollector(CompilationUnitunit,SourceUnitsu){ InnerLoaderloader=AccessController.doPrivileged(newPrivilegedAction<InnerLoader>(){ publicInnerLoaderrun(){ returnnewInnerLoader(GroovyClassLoader.this); } }); returnnewClassCollector(loader,unit,su); } publicstaticclassClassCollectorextendsCompilationUnit.ClassgenCallback{ privatefinalGroovyClassLoadercl; //…… protectedClassCollector(InnerLoadercl,CompilationUnitunit,SourceUnitsu){ this.cl=cl; //…… } publicGroovyClassLoadergetDefiningClassLoader(){ returncl; } protectedClasscreateClass(byte[]code,ClassNodeclassNode){ GroovyClassLoadercl=getDefiningClassLoader(); ClasstheClass=cl.defineClass(classNode.getName(),code,0,code.length,unit.getAST().getCodeSource());//通过InnerLoader加载该类 this.loadedClasses.add(theClass); //…… returntheClass; } //…… }
我们可以看出，ClassCollector的作用，就是在编译的过程中，将编译出来的字节码，通过InnerLoader进行加载。另外，每次编译groovy源代码的时候，都会新建一个InnerLoader的实例。 InnerLoader是如何加载这些类的呢？它将所有的加载工作又委派回给GroovyClassLoader。由于InnerLoader的代码简单，这里就不贴出来了。 那有了GroovyClassLoader，为什么还需要InnerLoader呢？主要有两个原因：
由于一个ClassLoader对于同一个名字的类只能加载一次，如果都由GroovyClassLoader加载，那么当一个脚本里定义了C这个类之后，另外一个脚本再定义一个C类的话，GroovyClassLoader就无法加载了。 由于当一个类的ClassLoader被GC之后，这个类才能被GC，如果由GroovyClassLoader加载所有的类，那么只有当GroovyClassLoader被GC了，所有这些类才能被GC，而如果用InnerLoader的话，由于编译完源代码之后，已经没有对它的外部引用，除了它加载的类，所以只要它加载的类没有被引用之后，它以及它加载的类就都可以被GC了。
总结
本文介绍了Groovy中最主要的3个ClassLoader：
RootLoader：管理了Groovy的classpath，负责加载Groovy及其依赖的第三方库中的类，它不是使用双亲委派模型。 GroovyClassLoader：负责在运行时编译groovy源代码为Class的工作，从而使Groovy实现了将groovy源代码动态加载为Class的功能。 GroovyClassLoader.InnerLoader：Groovy脚本类的直接ClassLoader，它将加载工作委派给GroovyClassLoader，它的存在是为了支持不同源码里使用相同的类名，以及加载的类能顺利被GC。 到一个新的环境去欣赏去看去听，
