Java的类加载机制

以你之姓@ 2022-01-14 06:41 261阅读 0赞

# java.lang.ClassLoader类介绍 #

java.lang.ClassLoader类的基本职责就是根据一个指定的类的名称，找到或者生成其对应的字节代码，然后从这些字节代码中定义出一个Java 类，即 java.lang.Class类的一个实例。  
ClassLoader提供了一系列的方法，比较重要的方法如：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3NjUxMjY3_size_16_color_FFFFFF_t_70]

# JVM中类加载器的树状层次结构 #

*  引导类加载器（bootstrap class loader）：  
    它用来加载 Java 的核心库(jre/lib/rt.jar)，是用原生C++代码来实现的，并不继承自java.lang.ClassLoader。  
    加载扩展类和应用程序类加载器，并指定他们的父类加载器，在java中获取不到。 （jvm会用）
 *  扩展类加载器（extensions class loader）：  
    它用来加载 Java 的扩展库(jre/ext/\*.jar)。Java 虚拟机的实现会提供一个扩展库目录。该类加载器在此目录里面查找并加载 Java 类。 （jar包用）
 *  系统类加载器（system class loader）：  
    它根据 Java 应用的类路径（CLASSPATH）来加载 Java 类。一般来说，Java 应用的类都是由它来完成加载的。可以通过 ClassLoader.getSystemClassLoader()来获取它。（我们写的代码用）
 *  自定义类加载器（custom class loader）：  
    除了系统提供的类加载器以外，开发人员可以通过继承 java.lang.ClassLoader类的方式实现自己的类加载器，以满足一些特殊的需求。（开发框架时用）

public class testClassLoader { 
        @Test
        public void test(){ 
            //application class loader
            System.out.println(ClassLoader.getSystemClassLoader());
            //extensions class loader
            System.out.println(ClassLoader.getSystemClassLoader().getParent());
            //bootstrap class loader
            System.out.println(ClassLoader.getSystemClassLoader().getParent().getParent());
        }
    }

控制台：  
![在这里插入图片描述][20190615115837996.png]  
Ps：可以看出ClassLoader类是由AppClassLoader加载的。他的父亲是ExtClassLoader，ExtClassLoader的父亲无法获取是因为它是用C++实现的。  
**上述类加载器是逐级继承的**

# 双亲委派机制 #

某个特定的类加载器在接到加载类的请求时，首先将加载任务委托交给父类加载器，父类加载器又将加载任务向上委托，直到最父类加载器，如果最父类加载器可以完成类加载任务，就成功返回，如果不行就向下传递委托任务，由其子类加载器进行加载。  
简单来说：双亲委派机制：能被父类加载器处理的，不会交给子类加载器去处理的。

*  双亲委派机制的好处：  
    　　保证java核心库的安全性（例如：如果用户自己写了一个java.lang.String类就会因为双亲委派机制不能被加载，不会破坏原生的String类的加载）
 *  代理模式  
    　　与双亲委派机制相反，代理模式是先自己尝试加载，如果无法加载则向上传递。tomcat就是代理模式。

# 类加载过程详解 #

JVM将类加载过程分为三个步骤：装载（Load），链接（Link）和初始化(Initialize)  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzM3NjUxMjY3_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
1)装载：  
　　查找并加载类的二进制数据；  
2)链接：  
　　验证：确保被加载类信息符合JVM规范、没有安全方面的问题。  
　　准备：为类的静态变量分配内存，并将其初始化为默认值。  
　　解析：把虚拟机常量池中的符号引用转换为直接引用。  
3)初始化：  
　　为类的静态变量赋予正确的初始值。  
ps:解析部分需要说明一下，Java 中，虚拟机会为每个加载的类维护一个常量池【不同于字符串常量池，这个常量池只是该类的字面值（例如类名、方法名）和符号引用的有序集合。 而字符串常量池，是整个JVM共享的】这些符号（如int a = 5;中的a）就是符号引用，而解析过程就是把它转换成指向堆中的对象地址的相对地址。

*  类的初始化步骤：  
    1）如果这个类还没有被加载和链接，那先进行加载和链接  
    2）假如这个类存在直接父类，并且这个类还没有被初始化（注意：在一个类加载器中，类只能初始化一次），那就初始化直接的父类（不适用于接口）  
    3）如果类中存在static标识的块，那就依次执行这些初始化语句。

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