JVM class 装载过程

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#JVM #ClassLoader

于 2018-09-22 11:50:31 首次发布

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本文深入探讨Java类加载过程，包括双亲委派模型、自定义类加载器、上下文类加载器的作用及其实现方式。同时，文章还介绍了类加载的三个阶段：加载、连接和初始化，并详细解释了每个阶段的具体操作。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

首先看整个大流程
class 装载过程

一、加载（这是 ClassLoader 要做的事情）

ClassLoader 执行流程**

双亲模型

这是默认的 class 加载流程
一般我们写的代码都会在 AppClassLoader 中加载，Custom ClassLoader 是自定义 ClassLoader，后面在非双亲模型下大多是用这种方式加载，例如下面的代码：

public class Boy {
	
	public void getGirl() {
		Girl girl = new Girl();
		girl.sayHello();
	}

}

public class Girl {
	
	public void sayHello() {
		ClassLoader classLoader = this.getClass().getClassLoader();
		System.out.println("hello I'm in " + classLoader.getClass().getSimpleName());
	}
		
}

public class Test {
	
	public static void main(String[] args) {
		Boy boy = new Boy();
		boy.getGirl();
	}

}

// 输出
hello I'm in AppClassLoader

如果底部的 ClassLoader 找不到需要的 class，会一直往上询问相应的 ClassLoader 是否有需要的 class，如果去到 Bootstrap ClassLoader 都没有，就会从 Bootstrap ClassLoader 一直往下，在对应的 class “管辖” 目录内尝试加载 class，如果一直都没有，就会抛出异常
也可以手动设置使用哪个加载器加载 class
同理如果要在 Bootstrap ClassLoader 加载 Girl 类的话在启动参数里面添加 -Xbootclasspath/a:D:/testClassLoader，其中 “D:/testClassLoader” 如下图，但是如果要获取到 Bootstrap ClassLoader 是不可能的，值为 null，因为 Bootstrap ClassLoader 是用 C++ 编写的，逻辑上并不存在 Bootstrap ClassLoader 的实体类
用自定义 ClassLoader 加载

public class MyClassLoader extends ClassLoader {
	
	@Override
    public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        try {
            String clazzName = name.substring(name.lastIndexOf(".") + 1) + ".class";
            InputStream is = getClass().getResourceAsStream(clazzName);
            if (is == null) {
                return super.loadClass(name);
            }
            byte[] b = new byte[is.available()];
            is.read(b);
            return defineClass(name, b, 0, b.length);
        } catch (IOException e) {
            throw new ClassNotFoundException(name);
        }
    }
}

在这里插入图片描述

关于 ContextClassLoader （上下文 ClassLoader）：作用是可以在不同 ClassLoader 之间传递 ClassLoader，可以通过 Thread.currentThread().getContextClassLoader(); 来获取，通过 Thread.currentThread().setContextClassLoader(cl); 来设置一个 ClassLoader 进去，至于用途嘛，看实际的需要了
关于 class 的读取，可以通过文件、字符串、网络流等任何形式，但是最终都是以二进制流的形式加载

非双亲模型

Tomcat 的 WebAppClassLoader
OSGI 的 ClassLoader

二、连接

验证：对文件格式、字节码、元数据、符号引用进行验证，尽可能保证 class 是正确可执行的
准备：内存分配、元数据区内对象属性初始赋值，例如 public static value = 1；这时 value 会赋值为 0；对于 final 会赋值为 1；
解析：符号引用解析为直接引用，例如：字符串的引用