JVM调优实战：四、类加载以及双亲委派机制

我在B站的账号Seven的代码实验室，里面有对应的系列视频教程，希望大家多多支持。

接上节我们了解了class文件是如果被加载进JVM的，本节讲讲class被加载进JVM后是如何执行java代码的。

Java执行代码的大致流程

JVM执行Java代码大致有8个步骤，下面用一张图全部描述清楚

• 1.启动虚拟机（C++创建）
• 2.创建一个引导类加载器实例（BootstrapClassLoader）
• 3.C++调用Java代码创建JVM启动器，创建sun.misc.Launcher实例（该类由引导类加载器加载创建其他的类加载器）
• 4.sun.misc.Launcher.getLauncher() 获取运行类自己的加载器ClassLoader --> AppClassLoader
• 5.获取到ClassLoader后调用loadClass(“A”)方法加载运行的类A
• 6.加载完成执行A类的main方法
• 7.程序运行结束
• 8.JVM销毁

类加载的步骤

loadClass是类加载中最核心的方法，在后面讲双亲委派的时候会细讲，现在先讲一下类加载中最核心的五个步骤：

• 1.加载：通过IO流读取类的字节码文件
• 2.验证：校验加载进来的字节码文件是否符合JVM规范
• 3.准备：给静态变量分配内存并赋予默认值
• 4.解析：将符号引用替换为直接引用
• 5.初始化：将静态变量初始化为指定的值，同时执行静态代码块的代码

类加载器和双亲委派机制

类加载器

首先看看类加载器有哪几种？

• 1.BootstrapClassLoader（引导类加载器：负责加载支撑JVM运行的位于JRE的lib目录下的核心类库，比如rt.jar、charsets.jar等）
  这个是最顶层的类加载器
• 2.ExtClassLoader（扩展类加载器：负责加载支撑JVM运行的位于JRE的lib目录下的ext扩展目录中的JAR类包）
• 3.AppClassLoader（应用程序类加载器：负责加载ClassPath路径下的类包，主要就是加载我们应用中自己写的那些类）
• 4.自定义加载器：负责加载用户自定义路径下的类包
  这个是我们自己定义的类加载器，可以根据实际的需求定制自己类加载器去加载对应的class文件。比如可以定制一个实现热部署的类加载器。

Launcher类的构造方法分析

Launcher的构造方法如下：

可以看到Launcher构造方法内部创建了两个类加载器，分别是sun.misc.Launcher.ExtClassLoader(扩展类加载器)和sun.misc.Launcher.AppClassLoader(应用类加载器)，JVM默认使用Launcher的getClassLoader()方法返回的类加载器AppClassLoader的实例加载我们的应用程序。

双亲委派机制

接下来我们讲双亲委派机制，先上定义，用大白话给大家讲一下什么叫双亲委派。
定义：当我们需要加载某个类时会先委托父加载器寻找目标类，找不到再委托上层父加载器加载，如果所有父加载器在自己的加载类路径下都找不到目标类，则在自己的类加载路径中查找并载入目标类（注意这里说的父类并不是传统意义上说的继承的父类，他们之间没有继承关系，所以应该说上层类加载器更准确一些）
loadClass源码如下：

通过源码可以看到双亲委派的执行步骤：

• 1.首先，检查一下指定名称的类是否已经加载过，如果加载过了，就不需要再加载，直接返回
• 2.如果此类没有加载过，那么再判断一下是否有父加载器；如果有父加载器，则由父加载器加载（即调用parent.loadClass(name, false);）.或者是调用bootstrap类加载器来加载
• 3.如果父加载器及bootstrap类加载器都没有找到指定的类，那么调用当前类加载器的findClass方法 【调用URLClassLoader的findClass方法在加载器的类路径里查找并加载该类】来完成类加载

双亲委派的优点

使用双亲委派的方式来加载类，主要有两个方面的好处：

• 沙箱安全机制：比如我们自己写的java.lang.String.class类不会被加载，这样便可以防止核心API库被随意篡改
• 避免类的重复加载：当父亲已经加载了该类时，就没有必要子ClassLoader再加载一次，保证被加载类的唯一性

全盘负责委托机制

最后讲一下全盘负责委托机制，这个比较好理解。
“全盘负责”是指当一个ClassLoder装载一个类时，除非显示的使用另外一个ClassLoder，该类所依赖及引用的类也由这个ClassLoder载入。

比如我们的类 A中引用了 类B，由于全盘负责委托机制 ，类B也将有加载类A的加载器来加载，除非你显示的使用另外一个ClassLoder。