Java类加载器（ClassLoader）是Java虚拟机（JVM）中的一个重要组成部分，用于将Java类文件加载到JVM中，以便能够执行Java程序。在Java中，类加载器的设计采用了一种称为“双亲委派模式”（Parent Delegation Model）的机制，这种模式确保了Java类的加载能够遵循既定的规则，从而保证了类加载的安全性和一致性。
当我们谈论Java类加载器时，通常涉及到几个核心的概念：
1. Bootstrap ClassLoader（启动类加载器）：这是最顶层的类加载器，由C++编写，是JVM自身的一部分。它负责加载存放在JAVA_HOME/lib目录或-Xbootclasspath参数指定路径下的类库。这个类加载器不是Java类，因此不能通过Java代码获取其引用。
2. Extension ClassLoader（扩展类加载器）：这个类加载器负责加载JAVA_HOME/lib/ext目录或由java.ext.dirs系统变量指定位置中的类库。扩展类加载器是一个Java类，它在运行时被Bootstrap ClassLoader加载，并且它同样会加载扩展API中的类。
3. Application ClassLoader（应用程序类加载器）：也被称为System ClassLoader（系统类加载器），它负责加载CLASSPATH环境变量所指定的路径、类路径（ClassPath）下的类库。一般情况下，它是Java应用程序中默认的类加载器。
双亲委派模式的工作原理是这样的：当一个类加载器接收到类加载请求时，它首先将请求委派给父类加载器，父类加载器再委派给自己的父类加载器，如此递归。这个递归过程会一直到达最顶层的Bootstrap ClassLoader。如果父类加载器无法完成加载任务，子类加载器才会尝试自己加载类。
这种模式的优点在于它可以有效防止类的重复加载，确保Java核心库的类型安全。比如，如果用户尝试使用Application ClassLoader加载rt.jar中的类，这个请求会被委派到Extension ClassLoader，最终到达Bootstrap ClassLoader，它会首先检查自己是否已经加载了这个类，如果已经加载，那么就不会再次加载。
同时，双亲委派模式也保证了Java核心类库的优先加载权。例如，当Extension ClassLoader尝试加载一个类时，如果这个类的名字是java.lang.Object，那么Bootstrap ClassLoader将无法加载这个类（因为Bootstrap ClassLoader负责加载的是lib目录下的核心Java类），但是Extension ClassLoader也不会尝试加载，因为它会默认Bootstrap ClassLoader已经加载了这个类。这就是为什么核心Java类总是由Bootstrap ClassLoader加载，从而确保了Java虚拟机核心库的一致性。
Java类加载器的这种机制也使得Java类加载器具有很好的扩展性，比如在Web服务器和应用服务器中经常使用自定义的类加载器来实现热部署、模块化等高级功能。开发者可以实现自己的类加载器来从特定来源（比如数据库、网络等）加载类。
需要注意的是，如果一个类已经被加载器加载到JVM中，那么这个类是无法被更新的。如果尝试使用同一个类加载器再次加载同一个类，将会抛出java.lang.LinkageError异常，异常信息为duplicate class definition。要更新一个类，只能创建一个新的类加载器实例来加载新类。对于已经被加载的类，开发者不需要进行任何操作，只要相关的类实例被垃圾回收器回收，JVM会在适当的时候卸载那些不再使用的类。
Java类加载器及其双亲委派模型是JVM实现安全、有效的类加载机制的关键，它们确保了Java类的加载能够有序进行，同时也为开发者提供了在需要时扩展或重写类加载行为的可能。
