ClassLoader知识理解

ゝ一纸荒年。 2022-05-15 06:47 161阅读 0赞

## 1.ClassLoader基本概念 ##

与C或C++编写的程序不同，Java程序并不是一个可执行文件，而是由许多独立的类文件组成的，每个文件对应一个Java类。此外，这些类文件并非全部装入内存，而是根据程序需要逐渐载入。ClassLoader是JVM实现的一部分，ClassLoader包括bootstrap classloader(启动类加载器)，ClassLoader在JVM运行的时候加载Java核心的API，以满足Java程序基本的需求，其中就包括用户定义的ClassLoader,这里所谓的用户定义，是指通过Java程序实现的两个ClassLoader:一个是ExtClassLoader,它的作用是用来加载Java的扩展API,也就是/lib/ext中的类；第二个是AppClassLoader, 它是用来加载用户机器上CLASSPATH设置目录中的Class的，通常在没有指定ClaasLoader的情况下，程序员自定义的类就由该ClassLoader进行加载。

# 2.ClassLoader加载流程 #

当运行一个程序的时候，JVM启动，运行bootstrap classloader,该ClassLoader加载Java核心API(ExtClassLoader和AppClassLoader也在此时被加载)，然后调用ExtClassLoader加载扩展API,最后AppClassLoader加载CLASSPATH目录下定义的Class,这就是一个程序最基本的加载流程。

下面来看一下ClassLoader中的一段代码：

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
            throws ClassNotFoundException
        {
            synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
                // First, check if the class has already been loaded
                Class<?> c = findLoadedClass(name);
                if (c == null) {
                    long t0 = System.nanoTime();
                    try {
                        if (parent != null) {
                            c = parent.loadClass(name, false);
                        } else {
                            c = findBootstrapClassOrNull(name);
                        }
                    } catch (ClassNotFoundException e) {
                        // ClassNotFoundException thrown if class not found
                        // from the non-null parent class loader
                    }
    
                    if (c == null) {
                        // If still not found, then invoke findClass in order
                        // to find the class.
                        long t1 = System.nanoTime();
                        c = findClass(name);
    
                        // this is the defining class loader; record the stats
                        sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                        sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                        sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
                    }
                }
                if (resolve) {
                    resolveClass(c);
                }
                return c;
            }
        }

从上面的代码看出，一个类加载的过程使用了一种父类委托模式。为什么要使用这种父类委托模式呢？

第1这样可以避免类重复加载，当父类已经加载了该类的时候，就没有必要字ClassLoader再加载一次。

第2考虑到安全因素，如果不使用这种委托模式，那么可以随时使用自定义的String来动态替代Java核心API中定义的类型，这样会存在非常大的安全隐患，而父类委托的方式就可以避免这种情况，因为String已经在启动时被加载，所以，用户自定义类是无法加载一个自定义的ClassLoader。

# 3.一些重要的方法 #

*  loadClass方法

ClassLoader.loadeClass()是ClassLoader的入口点。该方法如下：

Class loadeClass(String name,bollean resolve);

name是JVM需要的类的名称，如Person或java.lang.Object。resolve参数告诉方法是否需要解析类。

*  defineClass方法

defineClass方法接受由原始字节组成的数组，并把它转化成Class对象。原始数组包含如从文件系统或网络装入的数据。

*  findSystemClass方法

findSystemClass方法从本地文件系统装入文件。它在本地文件系统中寻找类文件，如果存在，就使用defineClass将原始字节转化成Class对象，将该文件转化从类。

如果覆盖findClass或loadClass,getSystemClassLoader能以实际的ClassLoader对象来访问系统ClassLoader（而不是固定地从findSystemClass调用它）。为了将类请求委托给父类ClassLoader,这个新方法允许ClassLoader获取它的父类ClassLoader。当使用特殊方法，定制的ClassLoader不能找到该类时，可以使用这种方法。父类ClassLoader被定义成创建该ClassLoader所包含的对象的ClassLoader。

*  resolveClass方法  
            正如前面所提到的，可以不完全地(不带解析)装入类，也可以完全地（带解析）装入类。当编写我们自己的loadeClass时，可以调用resolveClass,这取决于loadClass的resolve参数的值。
 *  findLoadedClass方法  
           findLoadeClass充当一个缓存：当请求loadClass装入类时，它调用该方法来查看ClassLoader是否已经装入这个类，这样可以避免重新装入已存在类所造成的麻烦。
 *  findClass方法  
      
    目的是从本地文件系统使用实现的类装载器装载一个类。为了创建自己的类装载器，应该扩展ClassLoader类，这是一个抽象类。可以创建一个FileClassLoaderExtends ClassLoader，然后覆盖ClassLoader中的findClass(String name)方法，这个方法通过类的名字得到一个Class对象。
    
        public Class findClass(String name){
            byte []  data = loadeClassData(name);
            return defineClass(name,data,0,data.length);
        }
    
     
 *  getSystemClassLoader方法
 *  forName方法  
    Class类中有一个静态方法forName，这个方法和ClassLoader中的loaderClass方法的目的一样，都是用来加载class的，但是两者在作用上有所区别。
    
        Class clazz = Class.forname("something");
    
    或者
    
        ClassLoader c1 = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
        Class clazz = c1.loadeClass("something");
    
    Class.forName()调用Class.forName(name,initialize,loader);也就是Class.forName("something");等同于Class.forName("somthing",true,CALLCLASS.class.getClassLoader());