Java 类加载器

最新推荐文章于 2023-02-27 23:21:15 发布

不懂小v

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分类专栏：类加载器文章标签： jvm

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类加载过程

类加载器ClassLoader

JVM四级类加载器(向上委托,向下加载，下可用上，上不可用下)

类加载过程

–加载(loading)
–链接(linking)

•验证(Verification)，字节码是否满足规范要求
•准备(Preparation)，分配内存，常量池初始化
•解析(Resolution)，解析类/接口/字段/方法的符号引用

3.–初始化(Initializing)，执行类的初始化方法<clinit>

–类加载器是JVM生态体系的基础构成之一

–程序是依靠多个Java类共同协作完成的

–JVM依据classpath执行的类库的顺序来查找类

–潜在的问题

如何找到正确的类，如classpath路径的前后
如何避免恶意的类，如一个假的String类
加载的顺序，如先加载

类加载器ClassLoader

–负责查找、加载、校验字节码的应用程序

–java.lang.ClassLoader

•load(String className) 根据名字加载一个类，返回类的实例
•defineClass(String name, byte[] b, int off, int len) 将一个字节流定义一个类
•findClass(String name) 查找一个类
•findLoadedClass(String name) 在已加载的类中，查找一个类
•成员变量ClassLoaderparent;

JVM四级类加载器(向上委托,向下加载，下可用上，上不可用下)

JVM四级类加载器严格遵循从上到下的加载机制

–启动类加载器(Bootstrap)，系统类rt.jar（静态）

–扩展类加载器(Platform/Extension)，jre/lib/ext（静态）

–应用类加载器(App)，classpath（静态）

–用户自定义加载器(Plugin)，程序自定义（动态）

•优点

–层次分明，逐级加载，确保核心类可信

–兼顾静态和动态

JVM四级类加载器的动态性

–使用虚拟机参数-Xbootclasspath，将jar或目录提高到Bootstrap等级

–使用ServiceLoader和SPI机制，实现上层加载器的类，访问下层加载器的类

–使用URLClassLoader，可以在运行时增加新的classpath路径

–使用自定义的ClassLoader，可以通过重写loadClass和findClass方法动态加载字节码，还可以在加载字节码过程中进行修改/校验等操作

类加载器双亲委托

–首先判断是否已经加载

–若无，找父加载器加载

–若再无，由当前加载器加载

Java严格执行双亲委托机制

JVM四级类加载器严格遵循从上到下的加载机制

–类会由最顶层的加载器来加载，如没有，才由下级加载器加载

–委托是单向的，确保上层核心的类的正确性

–但是上级类加载器所加载的类，无法访问下级类加载器所加载的类

•例如，java.lang.String无法访问自定义的一个Test类
•Java是一个遵循契约设计的程序语言，核心类库提供接口，应用层提供实现
•核心类库是BootstrapClassLoader加载
•应用层是AppClassLoader加载
•典型例子是JDBC和XML Parser等

双亲委托的补充

–执行Java，添加虚拟机参数

-Xbootclasspath/a:path，将类路径配置为Bootstrap等级

•使用java –X 查看具体的帮助

–使用ServiceLoader.load方法，来加载(底层加载器所加载的类)

- 利用ServiceLoader机制可以提供上层加载器的类来访问下层加载器的类

–以JDBC加载为例

自定义加载路径

–弥补类搜索路径静态的不足

–URLClassLoader, 从多个URL(jar或者目录)中加载类

–继承于ClassLoader

–程序运行时增加新的类加载路径

–可从多个来源中加载类

•目录

•jar包

•网络

–addURL添加路径

–close方法关闭

•程序动态增加类加载路径，克服静态路径的缺点
•不同程序/线程可以有不同的加载路径，互相隔离
•重复加载某一个路径，实现程序热部署

自定义类加载器

–继承ClassLoader类

–重写findClass(String className)方法

–使用时，默认先调用loadClass(className)来查看是否已经加载过，然后委托双亲加载，如果都没有，再通过findClass加载返回

•在findClass中，首先读取字节码文件
•然后，调用defineClass(className, bytes, off, len) 将类注册到虚拟机中
•可以重写loadClass方法来突破双亲加载
同一个类可以被不同层级的加载器加载，且作为2个类对待