Java --ClassLoader创建、加载class、卸载class

一、java提供了三种ClassLoader对Class进行加载：

1.BootStrap ClassLoader：称为启动类加载器，是Java类加载层次中最顶层的类加载器，负责加载JDK中的核心类库，如：rt.jar、resources.jar、charsets.jar等，可通过如下程序获得该类加载器从哪些地方加载了相关的jar或class文件：

URL[] urls = sun.misc.Launcher.getBootstrapClassPath().getURLs();
for (int i = 0; i < urls.length; i++) {
    System.out.println(urls[i].toExternalForm());
}

或者

System.out.println(System.getProperty("sun.boot.class.path"));

最后结果为：

/Java/jdk1.6.0_22/jre/lib/resources.jar
/Java/jdk1.6.0_22/jre/lib/rt.jar
/Java/jdk1.6.0_22/jre/lib/sunrsasign.jar
/Java/jdk1.6.0_22/jre/lib/jsse.jar
/Java/jdk1.6.0_22/jre/lib/jce.jar
/Java/jdk1.6.0_22/jre/lib/charsets.jar
/Java/jdk1.6.0_22/jre/classes/

2.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/目下的所有jar。

3.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。

二、ClassLoader的加载原理

1、原理介绍

ClassLoader使用的是双亲委托模型来搜索类的，每个ClassLoader实例都有一个父类加载器的引用（不是继承的关系，是一个包含的关系），虚拟机内置的类加载器（Bootstrap ClassLoader）本身没有父类加载器，但可以用作其它ClassLoader实例的的父类加载器。当一个ClassLoader实例需要加载某个类时，它会试图亲自搜索某个类之前，先把这个任务委托给它的父类加载器，这个过程是由上至下依次检查的，首先由最顶层的类加载器Bootstrap ClassLoader试图加载，如果没加载到，则把任务转交给Extension ClassLoader试图加载，如果也没加载到，则转交给App ClassLoader 进行加载，如果它也没有加载得到的话，则返回给委托的发起者，由它到指定的文件系统或网络等URL中加载该类。如果它们都没有加载到这个类时，则抛出ClassNotFoundException异常。否则将这个找到的类生成一个类的定义，并将它加载到内存当中，最后返回这个类在内存中的Class实例对象。

2、为什么要使用双亲委托这种模型呢？

因为这样可以避免重复加载，当父亲已经加载了该类的时候，就没有必要子ClassLoader再加载一次。考虑到安全因素，我们试想一下，如果不使用这种委托模式，那我们就可以随时使用自定义的String来动态替代java核心api中定义的类型，这样会存在非常大的安全隐患，而双亲委托的方式，就可以避免这种情况，因为String已经在启动时就被引导类加载器（Bootstrcp ClassLoader）加载，所以用户自定义的ClassLoader永远也无法加载一个自己写的String，除非你改变JDK中ClassLoader搜索类的默认算法。

3、 但是JVM在搜索类的时候，又是如何判定两个class是相同的呢？

JVM在判定两个class是否相同时，不仅要判断两个类名是否相同，而且要判断是否由同一个类加载器实例加载的。只有两者同时满足的情况下，JVM才认为这两个class是相同的。就算两个class是同一份class字节码，如果被两个不同的ClassLoader实例所加载，JVM也会认为它们是两个不同class。

4、ClassLoader的体系架构：

三、自定义ClassLoader，自定义ClassLoader需要继承java.lang.ClassLoader或者继承URLClassLoader

放两个类型的具体实现代码：

1.继承自ClassLoader

public class NetworkClassLoader extends ClassLoader {  

    private String rootUrl;  

    public NetworkClassLoader(String rootUrl) {
        this.rootUrl = rootUrl;
    }  

    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        Class clazz = null;//this.findLoadedClass(name); // 父类已加载
        //if (clazz == null) {  //检查该类是否已被加载过
            byte[] classData = getClassData(name);  //根据类的二进制名称,获得该class文件的字节码数组
            if (classData == null) {
                throw new ClassNotFoundException();
            }
            clazz = defineClass(name, classData, 0, classData.length);  //将class的字节码数组转换成Class类的实例
        //}
        return clazz;
    }  

    private byte[] getClassData(String name) {
        InputStream is = null;
        try {
            String path = classNameToPath(name);
            URL url = new URL(path);
            byte[] buff = new byte[1024*4];
            int len = -1;
            is = url.openStream();
            ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
            while((len = is.read(buff)) != -1) {
                baos.write(buff,0,len);
            }
            return baos.toByteArray();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (is != null) {
               try {
                  is.close();
               } catch(IOException e) {
                  e.printStackTrace();
               }
            }
        }
        return null;
    }  

    private String classNameToPath(String name) {
        return rootUrl + "/" + name.replace(".", "/") + ".class";
    }  

}

2.继承自URLClassLoader

ublic class SimpleURLClassLoader extends URLClassLoader {
    //工程class类所在的路径
    public static String projectClassPath = "E:/IDE/work_place/ZJob-Note/bin/";
    //所有的测试的类都在同一个包下
    public static String packagePath = "testjvm/testclassloader/";

    public SimpleURLClassLoader() {
        //设置ClassLoader加载的路径
        super(getMyURLs());
    }

    private static  URL[] getMyURLs(){
        URL url = null;
        try {
            url = new File(projectClassPath).toURI().toURL();
        } catch (MalformedURLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return new URL[] { url };
    }

    public Class load(String name) throws Exception{
        return loadClass(name);
    }

    public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        return loadClass(name,false);
    }

    /**
     * 重写loadClass，不采用双亲委托机制("java."开头的类还是会由系统默认ClassLoader加载)
     */
    @Override
    public Class<?> loadClass(String name,boolean resolve) throws ClassNotFoundException {
        Class clazz = null;
        //查看HotSwapURLClassLoader实例缓存下，是否已经加载过class
        clazz = findLoadedClass(name);
        if (clazz != null ) {
            if (resolve) {
                resolveClass(clazz);
            }
            return (clazz);
        }

        //如果类的包名为"java."开始，则有系统默认加载器AppClassLoader加载
        if(name.startsWith("java.")) {
            try {
                //得到系统默认的加载cl，即AppClassLoader
                ClassLoader system = ClassLoader.getSystemClassLoader();
                clazz = system.loadClass(name);
                if (clazz != null) {
                    if (resolve)
                        resolveClass(clazz);
                    return (clazz);
                }
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                // Ignore
            }
        }
        return customLoad(name,this);
    }
    /**
     * 自定义加载
     * @param name
     * @param cl
     * @return
     * @throws ClassNotFoundException
     */
    public Class customLoad(String name,ClassLoader cl) throws ClassNotFoundException {
        return customLoad(name, false,cl);
    }

    /**
     * 自定义加载
     * @param name
     * @param resolve
     * @return
     * @throws ClassNotFoundException
     */
    public Class customLoad(String name, boolean resolve,ClassLoader cl) throws ClassNotFoundException {
        //findClass()调用的是URLClassLoader里面重载了ClassLoader的findClass()方法
        Class clazz = ((SimpleURLClassLoader)cl).findClass(name);
        if (resolve)
            ((SimpleURLClassLoader)cl).resolveClass(clazz);
        return clazz;
    }

    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        return super.findClass(name);
    }
}

四、ClassLoader卸载Class

JVM中的Class只有满足以下三个条件，才能被GC回收，也就是该Class被卸载（unload）：

  • 该类所有的实例都已经被GC。
  • 加载该类的ClassLoader实例已经被GC。
  • 该类的java.lang.Class对象没有在任何地方被引用。

GC的时机我们是不可控的，那么同样的我们对于Class的卸载也是不可控的。

package testjvm.testclassloader;
public class TestClassUnLoad {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        SimpleURLClassLoader loader = new SimpleURLClassLoader();
        // 用自定义的加载器加载A
        Class clazzA = loader.load("testjvm.testclassloader.A");
        Object a = clazzA.newInstance();
        // 清除相关引用
        a = null;  //清除该类的实例
        clazzA = null;  //清除该class对象的引用
        loader = null;  //清楚该类的ClassLoader引用
        // 执行一次gc垃圾回收
        System.gc();
        System.out.println("GC over");
    }
}

参考文档：

http://blog.csdn.net/xyang81/article/details/7292380

https://my.oschina.net/xianggao/blog/367822

时间： 2024-10-26 19:28:23

Java --ClassLoader创建、加载class、卸载class的相关文章

java中类的加载顺序介绍(ClassLoader)

转自:http://blog.csdn.net/eff666/article/details/52203406 1.ClassNotFoundExcetpion  我们在开发中,经常可以遇见java.lang.ClassNotFoundExcetpion这个异常,今天我就来总结一下这个问题.对于这个异常,它实质涉及到了java技术体系中的类加载.Java的类加载机制是技术体系中比较核心的部分,虽然它和我们直接打交道不多,但是对其背后的机理有一定理解有助于我们排查程序中出现的类加载失败等技术问题.

别翻了，这篇文章绝对让你深刻理解java类的加载以及ClassLoader源码分析【JVM篇二】

目录 1.什么是类的加载(类初始化) 2.类的生命周期 3.接口的加载过程 4.解开开篇的面试题 5.理解首次主动使用 6.类加载器 7.关于命名空间 8.JVM类加载机制 9.双亲委派模型 10.ClassLoader源码分析 11.自定义类加载器 12.加载类的三种方式 13.总结 14.特别注意 @ 前言 你是否真的理解java的类加载机制?点进文章的盆友不如先来做一道非常常见的面试题,如果你能做出来,可能你早已掌握并理解了java的类加载机制,若结果出乎你的意料,那就很有必要来了解了解j

【Java基础】Java类的加载和对象创建流程的详细分析

相信我们在面试Java的时候总会有一些公司要做笔试题目的,而Java类的加载和对象创建流程的知识点也是常见的题目之一.接下来通过实例详细的分析一下. 实例问题 实例代码 Parent类 1 package mytest.javaBase; 2 3 public class Parent { 4 int a = 10; 5 static int b = 11; 6 // 静态代码块 7 static { 8 System.out.println("Parent静态代码块:b=" + b)

Java类的加载和对象创建流程的详细分析

相信我们在面试Java的时候总会有一些公司要做笔试题目的,而Java类的加载和对象创建流程的知识点也是常见的题目之一.接下来通过实例详细的分析一下: package com.test; public class Parent { int a = 10; static int b =11; //静态代码块 static { System.out.println("parent静态代码块:b=" + b); b++; } //代码块 { System.out.println("P

java类的加载与初始化总结

1.触发类加载的原因(主动调用与被动调用): 六种主动调用: 1).创建类的实例(new操作.反射.cloning.反序列化) 2).调用类的静态方法 3).使用或对类/接口的static属性赋值(不包括static final的与在编译期确定的常量表达式(包括常量.字符串常量)) 4).调用API中的反射方法,Class.forName()等. 5).子类被初始化 6).被设定为JVM启动时的启动类(含main方法的主类) 其它都为被动引用:被动引用不会触发类的初始化操作(只会加载.链接),如

跟王老师学反射（二）：Java类的加载、连接和初始化

跟王老师学反射(二):Java类的加载.连接和初始化 主讲教师:王少华   QQ群号:483773664 学习内容: 了解类的加载.连接和初始化 一.类的生命周期 当我们编写一个java的源文件后,经过编译会生成一个后缀名为class的文件,这种文件叫做字节码文件,只有这种字节码文件才能够在java虚拟机中运行,java类的生命周期就是指一个class文件从加载到卸载的全过程.一个java类的完整的生命周期会经历加载.连接.初始化.使用.和卸载五个阶段,当然也有在加载或者连接之后没有被初始化就直

jvm系列(一):java类的加载机制

java类的加载机制 原文:http://www.cnblogs.com/ityouknow/p/5603287.html 1.什么是类的加载 类的加载指的是将类的.class文件中的二进制数据读入到内存中,将其放在运行时数据区的方法区内,然后在堆区创建一个java.lang.Class对象,用来封装类在方法区内的数据结构.类的加载的最终产品是位于堆区中的Class对象,Class对象封装了类在方法区内的数据结构,并且向Java程序员提供了访问方法区内的数据结构的接口. 类加载器并不需要等到某个

Java类的加载、链接和初始化

一.Java的类加载机制回顾与总结: 我们知道一个Java类要想运行,必须由jvm将其装载到内存中才能运行,装载的目的就是把Java字节代码转换成JVM中的java.lang.Class类的对象.这样Java就可以对该对象进行一系列操作,装载过程有两个比较重要的特征:层次组织结构和代理模式.层次组织结构指的是每个类加载器都有一个父类加载器,通过getParent()方法可以获取到.类加载器通过这种父亲-后代的方式组织在一起,形成树状层次结构.代理模式则指的是一个类加载器既可以自己完成Java类的

Java类的加载 链接 初始化

原文地址 Java类的加载.链接和初始化.Java字节代码的表现形式是字节数组(byte[]),而Java类在JVM中的表现形式是java.lang.Class类的对象.一个Java类从字节代码到能够在JVM中被使用,需要经过加载.链接和初始化这三个步骤.这三个步骤中,对开发人员直接可见的是Java类的加载,通过使用Java类加载器(class loader)可以在运行时刻动态的加载一个Java类:而链接和初始化则是在使用Java类之前会发生的动作.本文会详细介绍Java类的加载.链接和初始化的