java类加载器

最新推荐文章于 2024-09-15 23:34:41 发布

Coder米

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分类专栏： Java基础

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一、类加载器

类加载子系统（class Loader Subsystem）
内存空间（运行时数区域：Runtime data areas）
执行引擎（Execution Engine）

二、类加载

1、类加载的时机

①创建的一些实例：new对象时，会对类进行初始化，前提是这个类没有被初始化
②通过class文件反射创建对象
③调用类的静态属性，或静态属性赋值
④调用类的静态方法，也会进行类加载
⑤初始化一个类的子类时，使用子类的时候先初始化父类
⑥java虚拟机启动时被标记为启动类的类。比如：main方法所在类的类

2、类不会被加载的情况

①同一个java虚拟机中，一个类中只能被加载一次，如果已经被初始化的类不会加载
②在编译的时候能确定下来的静态遍历。不会对类进行初始化。

3、JVM中类加载器的执行（双亲委派机制）

Java提供了三个默认的类加载器：
BootStrap ClassLoader、Extension ClassLoader、Application ClassLoader。

双亲委派模型：

如果一个类加载器收到类加载的请求，不会自己去尝试加载这个类，而是将请求委派给父类去完成，依次向上
好处：
①防止内存中出现多类同样的字节码（不同类加载器指定的目录下才起作用）避免用户自己编写的类动态替换Java的一些核心类。
②单一性机制：一个类只能被加载一次，避免类的重复加载，因为JVM判定两个类是否是同一个类不仅仅根据类名，还需要判断加载该类的类加载器是否是同一个类加载器。相同的class文件被不同的类加载器加载到的结果，是不同的两个类。

③Java类随着它的类加载器一起具备了一种带有优先级的层次关系。
例如类java.lang.Object，它存在在rt.jar中，无论哪一个类加载器要加载这个类，最终都是委派给处于模型最顶端的Bootstrap ClassLoader进行加载，因此Object类在程序的各种类加载器环境中都是同一个类。相反，如果没有双亲委派模型而是由各个类加载器自行加载的话，如果用户编写了一个java.lang.Object的同名类并放在ClassPath中，那系统中将会出现多个不同的Object类，程序将混乱。
因此，如果开发者尝试编写一个与rt.jar类库中重名的Java类，可以正常编译，但是永远无法被加载运行

BootStrap ClassLoader 加载$JAVA_HOME中jre/lib/rt.jar里所有的类
Extension ClassLoader 加载JAVA平台上扩展功能的jar包。包含JAVA_HOME中jre/lib/ext/ *.jar或者 -DJava.ext.dirs指定目录下的jar包
Application ClassLoader 加载classpath中指定的jar和目录中的class
Costom ClassLoader 自定义的类加载器

4、类加载的过程

当appClassLoader加载一个class时，不会自己去尝试加载这个类，而是将类加载请求委托给父类加载器Extension classLoader去完成
当Extension classLoader加载class时，不会自己去尝试加载这个类，而是将类加载请求委托给父类加载器BootStrap ClassLoader去完成
如果BootStrap ClassLoader加载失败，会使用Extension classLoader尝试加载
如果Extension classLoader加载失败，会使用app classLoader尝试加载
如果app classLoader也加载失败，会抛出classNotFoundException

注：以上只要一个加载器加载成功的话，就会直接返回该类

5、加载类的方法

loadClass方法、findClass方法和defineClass方法

loadClass:负责以双亲委托方式去加载类
findClass:就根据类的包路径找到class文件
defineClass:负责从class字节码中加载Class对象，
然后Class对象通过反射机制才生成对象的

如果你自己实现类加载器，你的想法是什么样子的？
重写一个方法：findClass:（loadClass不能被重写，defineClass没必要重写，它是用C/C++写的）

6、类的生命周期

加载→ 验证→ 准备→ 解析→ 初始化→ 使用→ 卸载

链接阶段（验证→准备→解析）

加载Loading：查找并加载类的class文件（双亲委派机制）
验证Verification：文件的格式、元数据、字节码、符号引用
准备Preparation：为类中的静态变量分配空间，并将其初始化为默认值
解析Resolution：将类中的符号引用（常量池内的符号引用）转化为直接引用。（比如String s =“hello”,转化为 s=的地址指向“hello”的地址）
初始化Initialization：为类中的静态变量赋予正确的初始值