java基础 -- 类装载器

￡神魔★判官ぃ 2024-04-18 17:20 35阅读 0赞

## 类装载器 ClassLoader ##

**工作机制**

定义：类装载器就是寻找类的字节码文件并构造出类，在 JVM 内部表现出来为对象的组件 。在 Java 中，类装载器把一个类装入 JVM 中，要经过以下步骤；

1.  装载：查找和导入 Class 文件；
2.  链接：执行校验、准备和解析步骤，其中解析步骤是可以选择的：
    
     *  校验：检查载入 Class 文件数据的正确性；
     *  准备：给类的静态变量分配存储空间；
     *  解析：将符号引用转成直接引用；
3.  初始化：对类的静态变量、静态代码块执行初始化工作。

类装载工作由 ClassLoader 及其子类负责，ClassLoader 是一个重要的 Java 运行时系统组件，它负责在运行时查找和装入 Class 字节码文件。JVM 在运行时会产生三个

ClassLoader：根装载器、ExtClassLoader（扩展类装载器）和 AppClassLoader（系统类装载  
器）。

其中，根装载器不是 ClassLoader 的子类，它使用 C++编写，因此我们在 Java 中看不到它，  
ExtClassLoader 和 AppClassLoader 都是 ClassLoader 的子类。

*  根装载器负责装载 JRE 的核心类库，如 JRE 目标下的 rt.jar、charsets.jar 等。
 *  ExtClassLoader 负责装载JRE 扩展目录 ext 中的 JAR 类包；
 *  AppClassLoader 负责装载 Classpath 路径下的类包。

这三个类装载器之间存在父子层级关系，即根装载器是 ExtClassLoader 的父装载器，  
ExtClassLoader 是 AppClassLoader 的父装载器。默认情况下，使用 AppClassLoader 装载应  
用程序的类，我们可以做一个实验

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDU1MDQ5MA_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
控制台打印如下  
![在这里插入图片描述][20190910095432966.png]  
根装载器在Java中访问不到，所以返回null

通过以上的输出信息，我们知道当前的 ClassLoader 是 AppClassLoader，父 ClassLoader是 ExtClassLoader，祖父 ClassLoader 是根类装载器，因为在 Java 中无法获得它的句柄，所以仅返回 null

JVM 装载类时使用“全盘负责委托机制”，

“全盘负责”是指当一个 ClassLoader 装载一个类的时，除非显式地使用另一个 ClassLoader，该类所依赖及引用的类也由这个ClassLoader 载入；

“委托机制”是指先委托父装载器寻找目标类，只有在找不到的情况下才从自己的类路径中查找并装载目标类。这一点是从安全角度考虑的，试想如果有人编写

了一个恶意的基础类（如 java.lang.String）并装载到 JVM 中将会引起多么可怕的后果。但  
是由于有了“全盘负责委托机制”，java.lang.String 永远是由根装载器来装载的，这样就避  
免了上述事件的发生。

**ClassLoader 重要方法**

ClassLoader 是一个抽象类，位于 java.lang 包中。下面对该类的一些重要  
接口方法进行介绍

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDU1MDQ5MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDU1MDQ5MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

*  **loadClass(String name)**  
    name 参数指定类装载器需要装载类的名字，必须使用全限定类名，如 com.baobaotao.  
    beans.Car。该方法有一个重载方法 loadClass(String name ,boolean resolve)，resolve 参数告  
    诉类装载器是否需要解析该类。在初始化类之前，应考虑进行类解析的工作，但并不是所  
    有的类都需要解析，如果 JVM 只需要知道该类是否存在或找出该类的超类，那么就不需  
    要进行解析。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDU1MDQ5MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

**- defineClass(String name, byte\[\] b, int off, int len)**

将类文件的字节数组转换成 JVM 内部的 java.lang.Class 对象。字节数组可以从本地文  
件系统、远程网络获取。name 为字节数组对应的全限定类名

**- findSystemClass(String name)**

从本地文件系统载入 Class 文件，如果本地文件系统不存在该 Class 文件，将抛出  
ClassNotFoundException 异常。该方法是 JVM 默认使用的装载机制

**- findLoadedClass(String name)**

调用该方法来查看 ClassLoader 是否已装入某个类。如果已装入，那么返回  
java.lang.Class 对象，否则返回 null。如果强行装载已存在的类，将会抛出链接错误

**- getParent()**

获取类装载器的父装载器，除根装载器外，所有的类装载器都有且仅有一个父装载器，  
ExtClassLoader 的父装载器是根装载器，因为根装载器非 Java 编写，所以无法获得，将返  
回 null

每一个类在 JVM 中都拥有一个对应的 java.lang.Class 对象，它提供了类结构信息的描  
述。数组、枚举、注解以及基本 Java 类型（如 int、double 等），甚至 void 都拥有对应的  
Class 对象。Class 没有 public 的构造方法。Class 对象是在装载类时由 JVM 通过调用类装  
载器中的 defineClass() 方法自动构造的

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NDU1MDQ5MA_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]

类实例，类描述对象及类装载器关系

总结，类装载器装载类，调用defineClass()把进制文件转为long类型class文件在虚拟机里面。  
三个装载器，分别是扩展类装载器，根装载器，以及系统装载器。

可以通过getParent()查看父类，findLoadedClass查看是否被装载。虚拟机在加载类装载器装载会进行判断，检验跟解析。loadClass放入全限定名称加载  
java依托于虚拟机，生成class文件，通过虚拟机的类加载器加载把二进制文件加载为java文件，并且有全盘全盘负责委托机制，除非找不到才会从自己的类路径中查找。增加了安全性。

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