classloader-rt.jar

最新推荐文章于 2021-02-19 17:51:54 发布

转载最新推荐文章于 2021-02-19 17:51:54 发布 · 332 阅读

english 同时被 2 个专栏收录

30 篇文章

订阅专栏

ArrayDeque

25 篇文章

订阅专栏

本文介绍Java中类加载器的工作原理，包括Bootstrap、Extension和AppClassLoader的功能及层级关系，以及自定义类加载器的方法。

　Java应用环境中不同的class分别由不同的ClassLoader负责加载。JVM提供了三个默认的ClassLoader：Bootstrap ClassLoader、Extension ClassLoader、App ClassLoader，其中Bootstrap ClassLoader是JVM级别的，由C++编写，Extension ClassLoader、App ClassLoader都是Java类，继承自URLClassLoader超类。Bootstrap ClassLoader由JVM启动，然后初始化sun.misc.Launcher， sun.misc.Launcher初始化Extension ClassLoader和App ClassLoader。
　　三个默认ClassLoader关系为：Bootstrap ClassLoader是Extension ClassLoader的parent，Extension ClassLoader是App ClassLoader的parent，但这并不是继承关系，只是语意上的定义，基本上每一个ClassLoader实现，都有一个Parent ClassLoader，可通过getParent()方法获取当前ClassLoader的parent。Bootstrap ClassLoader比较特殊，因为它不是Java class，所以Extension ClassLoader的getParent()方法返回NULL。如下：

public class Test {

    public static void main(String [] args) {

        ClassLoader cl = Test.class.getClassLoader();

        while (cl != null) {
            System.out.println(cl + "'s parent ClassLoader is " + cl.getParent());
            cl = cl.getParent();
        }
    }

}

返回结果：
sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2's parent ClassLoader is sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@4617c264
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@4617c264's parent ClassLoader is null

1. Bootstrap ClassLoader
　　Bootstrap ClassLoader称为启动类加载器，是Java类加载层次中最顶级的加载，负责加载JDK中的核心类库，如：rt.jar、resource.jar、charsets.jar等，Bootstrap类加载器的加载目录由系统属性（sun.boot.class.path）指定，目录如下：

public class Test {

    public static void main(String [] args) {

        // 也可通过 System.getProperty("sun.boot.class.path" 获取
        URL[] urls = sun.misc.Launcher.getBootstrapClassPath().getURLs();
        for (int i = 0; i < urls.length; i++) {
            System.out.println(urls[i].toExternalForm());
        }

    }

}

本机JDK环境返回结果:
file:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_121.jdk/Contents/Home/jre/lib/resources.jar
file:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_121.jdk/Contents/Home/jre/lib/rt.jar
file:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_121.jdk/Contents/Home/jre/lib/sunrsasign.jar
file:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_121.jdk/Contents/Home/jre/lib/jsse.jar
file:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_121.jdk/Contents/Home/jre/lib/jce.jar
file:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_121.jdk/Contents/Home/jre/lib/charsets.jar
file:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_121.jdk/Contents/Home/jre/lib/jfr.jar
file:/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_121.jdk/Contents/Home/jre/classes

2. Extension ClassLoader
　　Extension ClassLoader称为扩展类加载器，负责加载Java的扩展类库，默认加载JAVA_HOME/jre/lib/ext目录下的所有文件。Extension ClassLoader是JVM启动类（sun.misc.Launcher）的内部类，继承自java.net.URLClassLoader类。其加载目录由系统属性（java.ext.dirs）指定。本机加载目录如下：

public class Test {

    public static void main(String [] args) {


        String paths = System.getProperty("java.ext.dirs");

        String [] pathList = paths.split(File.pathSeparator);

        for(String path : pathList) {
            System.out.println(path);
        }
    }

}

本机返回结果：
/Users/Jerry/Library/Java/Extensions
/Library/Java/JavaVirtualMachines/jdk1.8.0_121.jdk/Contents/Home/jre/lib/ext
/Library/Java/Extensions
/Network/Library/Java/Extensions
/System/Library/Java/Extensions
/usr/lib/java

3.App ClassLoader
　　App ClassLoader称为系统类加载器，负责加载应用程序classpath目录下的所有jar和class文件。App ClassLoader既是加载系统属性（java.class.path）的类加载器，加载目录如下：

package test;

import java.io.File;

public class Test {

    public static void main(String [] args) {


        String paths = System.getProperty("java.class.path");

        String [] pathList = paths.split(File.pathSeparator);

        for(String path : pathList) {
            System.out.println(path);
        }
    }

}

本机命令行编译并执行：java -cp /Users/Jerry/documents:/Users/Jerry/documents/workspace/xf-test test.Test

返回结果：
/Users/Jerry/documents
/Users/Jerry/documents/workspace/xf-test

　　如果不指定classpath，本地执行返回当前目录（”.”），如果通过IDE执行，则会返回IDE设定的classpath值

4.自定义ClassLoader
　　除了Java默认提供的三种ClassLoader外，用户也可以根据自己需要，通过继承ClassLoader超类定义属于自己的ClassLoader。范例如下：
　定义自己的ClassLoader类，当通过ClassLoader.loadClass()方法加载类时，如果加载不到对应的类，则会调用自定义ClassLoader的findClass方法继续加载类，详见下一节：

public class MyClassLoader extends ClassLoader{

    public static final String driver = "/Users/Jerry/Desktop/";
    public static final String fileTyep = ".class";

    public Class findClass(String name) {
        byte[] data = loadClassData(name);
        return defineClass(data, 0, data.length);
    }

    public byte[] loadClassData(String name) {
        FileInputStream fis = null;
        byte[] data = null;
        try {
            File file = new File(driver + name + fileTyep);
            System.out.println(file.getAbsolutePath());
            fis = new FileInputStream(file);
            ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
            int ch = 0;
            while ((ch = fis.read()) != -1) {
                baos.write(ch);
            }
            data = baos.toByteArray();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
            System.out.println("loadClassData-IOException");
        }
        return data;
    }
}

编写测试类，编译，并将class文件移动到在MyClassLoade的driver目录下：

package test;

public class Test {

    public void sayHello(String name) {
        System.out.println("hello " + name);
    }

测试MyClassLoader:

public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        MyClassLoader cl1 = new MyClassLoader();
        try {
            Class c1 = cl1.findClass("Test");  // 或调用：Class c1 = cl1.loadClass("Test");
            Object object = c1.newInstance();
            Method method = c1.getMethod("sayHello", String.class);
            method.invoke(object, "Jerry");
        } catch (IllegalAccessException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InstantiationException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (NoSuchMethodException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (InvocationTargetException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

}  

返回结果：
/Users/Jerry/Desktop/Test.class
hello Jerry

5.双亲委托模型
　　ClassLoader使用双亲委托模型来搜索类，当一个ClassLoader实例需要加载某个类时，它会检查是否已经加载过该类，如果没有加载过会把该任务委托给它的父类加载器，逐级向上检查是否已经加载过这个类。如果该类各级都未加载过，则自上而下尝试加载该类，任何一级加载到该类则返回，最终未加载到该类则返回ClassNotFoundException异常。
　　ClassLoader loadClass()方法原码如下，类加载大致过程为：
　　[1] 当前加载器检查类是否已被加载，如果已被加载则返回，否则交由父加载器加载
　　[2] 如果父加载器不为空，则由父加载加载，如果父加载器为空，则交由Bootstrap 加载器加载
　　[3] 如果父加载器加载失败，则尝试通过findClass()方法亲自加载类

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
        throws ClassNotFoundException
    {
        synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
            // [1] 检查类是否已被加载
            Class<?> c = findLoadedClass(name);
            if (c == null) {
                long t0 = System.nanoTime();
                try {
                    if (parent != null) {
                        // [2] 如果父加载器不为空，则交由父类加载
                        c = parent.loadClass(name, false);
                    } else {
                        //  [3] 如果父类加载器为空，则交由Bootstrap ClassLoader加载
                        c = findBootstrapClassOrNull(name);
                    }
                } catch (ClassNotFoundException e) {

                }

                if (c == null) {
                    // [4] 如果委托的父加载器未加载到类，则尝试亲自加载类
                    long t1 = System.nanoTime();
                    c = findClass(name);
                    sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
                }
            }
            if (resolve) {
                resolveClass(c);
            }
            return c;
        }
    }