Spring Boot 是基于 Java 的框架，其类加载机制本质上依赖于 Java 的类加载机制，同时结合 Spring 框架自身的类加载策略来实现自动配置、组件扫描等功能。下面详细解释 Spring Boot 的类加载机制。

一、Java 类加载机制基础

Java 的类加载机制由 类加载器（ClassLoader） 实现，主要分为以下几类：

1. Bootstrap ClassLoader：负责加载 JVM 自带的类（如 rt.jar 中的类），位于最底层，用 C++ 实现。
2. Extension ClassLoader：负责加载 Java 的扩展类库（jre/lib/ext 或 java.ext.dirs 指定的路径）。
3. Application ClassLoader（系统类加载器）：负责加载应用程序类路径（classpath）中的类，是默认的类加载器。
4. 自定义类加载器：开发者可以继承 ClassLoader 实现自己的类加载逻辑。

Java 类加载机制遵循 双亲委派模型（Parent Delegation Model）：当一个类加载器收到类加载请求时，它不会立即加载，而是先委托给父类加载器去加载，只有当父类加载器无法加载该类时，才由自己尝试加载。

二、Spring Boot 中的类加载机制

Spring Boot 在 Java 类加载机制的基础上，结合了 Spring 框架的特性，增加了自动配置、组件扫描、条件加载等功能，类加载机制也更加灵活和复杂。

1. 使用 Spring Boot ClassLoader 加载类

Spring Boot 使用的类加载器通常是 LaunchedClassLoader 或 TomcatEmbeddedServletContainerFactory 提供的类加载器（如果使用嵌入式 Tomcat、Jetty 等容器）。

• LaunchedClassLoader 是 Spring Boot 自定义的类加载器，用于支持从 fat jar（可执行 jar 包）中加载类。
• 它可以解析嵌套在 jar 包中的 jar 包（例如 BOOT-INF/lib/*.jar），并动态加载这些依赖类。

2. 组件扫描与自动加载

Spring Boot 通过 @ComponentScan 注解自动扫描并注册 Bean，其底层依赖于类路径扫描机制。

• Spring 会使用 ClassPathScanningCandidateComponentProvider 扫描 classpath 下的类。
• 扫描过程中，Spring 会通过类加载器加载类，并检查是否带有 @Component、@Service、@Repository 等注解。
• 这些类会被注册为 Spring 容器中的 Bean。

3. 条件化加载（Conditional）

Spring Boot 利用 @Conditional 注解及其实现类（如 @ConditionalOnClass、@ConditionalOnMissingBean）来实现条件化加载 Bean。

• 这些条件判断依赖于类加载器是否能够加载某个类。
• 例如：@ConditionalOnClass({SomeClass.class}) 表示只有当 SomeClass 存在时才加载该 Bean。

4. 自动配置类（@EnableAutoConfiguration）

Spring Boot 启动时会加载 spring.factories 文件中定义的自动配置类。

• 这些类通过 SpringFactoriesLoader 加载。
• SpringFactoriesLoader 使用类路径扫描机制查找 META-INF/spring.factories 文件。
• 所有符合条件的自动配置类会被加载并注册为 Bean。

三、Spring Boot 类加载机制流程图（简化）

用户启动 Spring Boot 应用
↓
JVM 使用 Application ClassLoader 加载主类
↓
Spring Boot 使用 LaunchedClassLoader 加载依赖 jar 中的类
↓
Spring 容器启动，加载配置类
↓
执行组件扫描（@ComponentScan）加载 Bean
↓
根据条件注解（@Conditional）加载符合条件的 Bean
↓
加载自动配置类（@EnableAutoConfiguration）
↓
应用启动完成

四、常见类加载问题及解决方案

1. ClassNotFoundException 或 NoClassDefFoundError

• 原因：类路径中缺少某个类。
• 解决方法：
• 检查依赖是否正确（Maven/Gradle 配置）。
• 检查是否被打包进 jar。
• 查看是否被排除在自动配置之外。

2. 类加载冲突（多个版本的同一个类）

• 原因：依赖冲突导致多个版本的类被加载。
• 解决方法：
• 使用 mvn dependency:tree 或 gradle dependencies 分析依赖树。
• 排除冲突依赖。
• 使用 @SpringBootApplication(exclude = {SomeAutoConfiguration.class}) 排除特定自动配置类。

3. 类加载顺序问题（某些类未被加载）

• 原因：Spring Boot 自动配置顺序或条件判断导致某些类未被加载。
• 解决方法：
• 使用 @AutoConfigureOrder 指定加载顺序。
• 检查 @Conditional 条件是否满足。

五、自定义类加载器（高级用法）

在某些特殊场景下，你可以自定义类加载器：

public class MyClassLoader extends ClassLoader {
    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        // 实现类加载逻辑
        byte[] classData = loadClassData(name);
        return defineClass(name, classData, 0, classData.length);
    }
   private byte[] loadClassData(String className) {
     // 从特定路径或网络加载类的字节码
     return new byte[0];
   }
}

然后在 Spring Boot 中使用：

@Bean
public MyClassLoader myClassLoader() {
    return new MyClassLoader();
}

六、总结