谈谈 Java 类加载机制

  概述
  
  类加载器主要分为两类,一类是 JDK 默认提供的,一类是用户自定义的。 JDK 默认提供三种类加载器:
  
  Bootstrap ClassLoader 启动类加载器:每次执行 java 命令时都会使用该加载器为虚拟机加载核心类。该加载器是由 native code 实现,而不是 Java 代码,加载类的路径为 <JAVA_HOME>/jre/lib。特别的 <JAVA_HOME>/jre/lib/rt.jar 中包含了 sun.misc.Launcher 类, 而 sun.misc.Launcher$ExtClassLoader 和 sun.misc.Launcher$AppClassLoader 都是 sun.misc.Launcher 的内部类,所以拓展类加载器和系统类加载器都是由启动类加载器加载的。
  
  Extension ClassLoader, 拓展类加载器:用于加载拓展库中的类。拓展库路径为 <JAVA_HOME>/jre/lib/ext/。实现类为 sun.misc.Launcher$ExtClassLoader
  
  System ClassLoader 系统类加载器:用于加载 CLASSPATH 中的类。实现类为 sun.misc.Launcher$AppClassLoader
  
  欢迎学Java和大数据的朋友们加入java架构交流: 855835163
  
  群内提供免费的架构资料还有:Java工程化、高性能及分布式、高性能、深入浅出。高架构。性能调优、Spring,MyBatis,Netty源码分析和大数据等多个知识点高级进阶干货的免费直播讲解 可以进来一起学习交流哦
  
  用户自定义的类加载器
  
  Custom ClassLoader, 一般都是 java.lang.ClassLoder 的子类
  
  正统的类加载机制是基于双亲委派的,也就是当调用类加载器加载类时,首先将加载任务委派给双亲,若双亲无法加载成功时,自己才进行类加载。
  
  在实例化一个新的类加载器时,我们可以为其指定一个 parent,即双亲,若未显式指定,则 System ClassLoader 就作为默认双亲。
  
  具体的说,类加载任务是由 ClassLoader 的 loadClass() 方法来执行的,他会按照以下顺序加载类:
  
  通过 findLoadedClass() 看该类是否已经被加载。该方法为 native code 实现,若已加载则返回。
  
  若未加载则委派给双亲,parent.loadClass(),若成功则返回。
  
  若未成功,则调用 findClass() 方法加载类。java.lang.ClassLoader 中该方法只是简单的抛出一个 ClassNotFoundException 所以,自定义的 ClassLoader 都需要 Override findClass() 方法。
  
  类加载API
  
  java.lang.ClassLoader
  
  ClassLoader 是一个抽象类。
  
  待加载的类必须用 The Java? Language Specification 定义的全类名,全类名的定义请查阅 The Form of a Binary。
  
  给定一个全类名,类加载器应该去定位该类所在的位置。通用的策略是将全类名转换为类文件路径,然后通过类文件路径在文件系统中定位。
  
  每一个加载到内存的类都由一个 Class 对象来表示,每一个 Class 对象都有一个指向加载该类的类加载器的引用。但是数组的 Class 对象是由 Java 运行时环境创建的,通过 Class.getClassLoader() 方法返回的是数组元素的类加载器,若数组元素是基本类型,则返回 null,若类是由 Bootstrap ClassLoader 加载的话也是返回 null。
  
  public class Main {
  
  public static void main(String[] args) {
  
  // Object 类在 <java_home>/jre/lib/rt.jar 中,
  
  // 由 Bootstrap ClassLoader 加载,由于该类加载器是由 native code 编写
  
  // 所以输出为 null
  
  Object[] objects = new Object[5];
  
  System.out.println();
  
  System.out.println(objects.getClass().getClassLoader());
  
  // ZipFileAttributes 类在 <java_home>/jre/lib/ext/zipfs.jar 中,
  
  // 由 Extension ClassLoader 加载,
  
  // 输出为 [email protected]
  
  ZipFileAttributes[] attributes = new ZipFileAttributes[5];
  
  System.out.println();
  
  System.out.println(attributes.getClass(www.boyunylpt1.com).getClassLoader());
  
  // Main 类是自定义的类,
  
  // 默认由 System ClassLoader 加载,
  
  // 输出为 [email protected]
  
  Main[] array = new Main[5];
  
  array[0] = new Main();
  
  System.out.println();
  
  System.out.println(array.getClass().getClassLoader());
  
  }
  
  }
  
  ClassLoader 默认支持并行加载,但是其子类必须调用 ClassLoader.registerAsParallelCapable() 来启用并行加载
  
  一般来说,JVM 从本地文件系统加载类的行为是与平台有关的。
  
  defineClass() 方法可以将字节流转换成一个 Class 对象。然后调用 Class.newInstance() 来创建类的实例
  
  java.security.SecureClassLoader
  
  增加了一层权限验证,因为关注点不在安全,所以暂不讨论。
  
  java.net.URLClassLoader
  
  该类加载器用来加载 URL 指定的 JAR 文件或目录中的类和资源,以 / 结尾的 URL 认为是目录,否则认为是 JAR 文件。
 
  
  // 尝试通过 URLClassLoader 来加载桌面下的 Test 类。
  
  public class Main {
  
  public static void main(String[www.gcyL157.com] args) {
  
  try {
  
  URL[] urls = new URL[1];
  
  URLStreamHandler streamHandler = null;
  
  File classPath = new File("/home/chen/Desktop/");
  
  String repository = (new URL("file", null,
  
  classPath.getCanonicalPath() + File.separator))
  
  .toString();
  
  urls[0] = new URL(null, repository, streamHandler);
  
  ClassLoader loader www.fengshen157.com/= new URLClassLoader(urls);
  
  Class testClass = loader.loadClass("Test");
  
  // output: [email protected]
  
  System.out.println(testClass.getClassLoader());
  
  } catch (MalformedURLException e) {
  
  e.printStackTrace();
  
  } catch (IOException e) {
  
  e.printStackTrace();
  
  } catch (ClassNotFoundException e) {
  
  e.printStackTrace();
  
  }
  
  }
  
  }
  
  Tomcat 8.5.15类加载机制
  
  Tomcat 使用正统的类加载机制(双亲委派),但部分地方做了改动。
  
  Bootstrap classLoader 和 Extension classLoader 的作用不变。
  
  System classLoader 正常情况下加载的是 CLASSPATH 下的类,但是 Tomcat 的启动脚本并未使用该变量,而是从以下仓库下加载类:
  
  $CATALINA_HOME/bin/bootstrap.jar 包含了 Tomcat 的启动类。在该启动类中创建了 Common classLoader、Catalina classLoader、shared classLoader。因为 $CATALINA_BASE/conf/catalina.properties 中只对 common.loader 属性做了定义,server.loader 和 shared.loader 属性为空,所以默认情况下,这三个 classLoader 都是 CommonLoader。具体的代码逻辑可以查阅 org.apache.catalina.startup.Bootstrap 类的 initClassLoaders() 方法和 createClassLoader(www.tiaotiaoylzc.com/) 方法。
  
  $CATALINA_BASE/bin/tomcat-juli.jar 包含了 Tomcat 日志模块所需要的实现类。
  
  $CATALINA_HOME/bin/commons-daemon.jar。
  
  Common classLoader 是位于 Tomcat 应用服务器顶层的公用类加载器。由其加载的类可以由 Tomcat 自身类和所有应用程序使用。扫描路径由 $CATALINA_BASE/conf/catalina.properties 文件中的 common.loader 属性定义。默认是 $CATALINA_HOME/lib。
  
  catalina classLoader 用于加载服务器内部可见类,这些类应用程序不能访问。
  
  shared classLoader 用于加载应用程序共享类,这些类服务器不会依赖。
  
  Webapp classLoader 。每个应用程序都会有一个独一无二的 webapp classloader,他用来加载本应用程序 /WEB-INF/classes 和 /WEB-INF/lib 下的类。
  
  特别的:
  
  Webapp classLoader 的默认行为会与正常的双亲委派模式不同:
  
  从 Bootstrap classloader 加载。
  
  若没有,从 /WEB-INF/classes 加载。
  
  若没有,从 /WEB-INF/lib/*.jar 加载。
  
  若没有,则依次从 System、Common、shared 加载(该步骤使用双亲委派)。
  
  当然了,我们也可以通过配置来使 Webapp www.dasheng178.com classLoader 严格按照双亲委派模式加载类:
  
  通过在工程的 META-INF/context.xml(和 WEB-INF/classes 在同一目录下) 配置文件中添加 <Loader delegate="true"/>
  
  因为 Webapp classLoader 的实现类是 org.apache.catalina.loader.WebappLoader,他有一个属性叫 delegate, 用来控制类加载器的加载行为,默认为 false,我们可以使用 set 方法,将其设为 true 来启用严格双亲委派加载模式。
  
  严格双亲委派模式加载步骤:
  
  从 Bootstrap classloader 加载。
  
  若没有,则依次从 System、Common、shared 加载。
  
  若没有,从 /WEB-INF/classes 加载。
  
  若没有,从 /WEB-INF/lib/*.jar 加载。

原文地址:https://www.cnblogs.com/qwangxiao/p/10337209.html

时间: 2024-11-10 18:31:57

谈谈 Java 类加载机制的相关文章

Java类加载机制的深入研究

类加载机制 类加载是Java程序运行的首要步骤,研究类的加载有助于了解JVM执行过程,并指导开发者采取更有效的措施配合程序执行,同时让程序能动态的控制类加载,比如热部署等,提高程序的灵活性和适应性. 类加载过程 Java程序运行的场所是内存. 当在命令行执行java HelloWorld的时候,JVM会将HelloWorld.class加载到内存中,形成一个class对象:HelloWorld.class,具体过程如下: 1.找到jre目录,找到jvm.dll文件,并且初始化JVM 2.产生一个

深入理解和探究Java类加载机制-

深入理解和探究Java类加载机制---- 1.java.lang.ClassLoader类介绍 java.lang.ClassLoader类的基本职责就是根据一个指定的类的名称,找到或者生成其对应的字节代码,然后从这些字节代码中定义出一个Java 类,即 java.lang.Class类的一个实例. ClassLoader提供了一系列的方法,比较重要的方法如: 2.JVM中类加载器的树状层次结构 Java 中的类加载器大致可以分成两类,一类是系统提供的,另外一类则是由 Java 应用开发人员编写

两道面试题,带你透彻解析Java类加载机制

在许多Java面试中,我们经常会看到关于Java类加载机制的考察,例如下面这道题: class Grandpa { static { System.out.println("爷爷在静态代码块"); } } class Father extends Grandpa { static { System.out.println("爸爸在静态代码块"); } public static int factor = 25; public Father() { System.ou

用两道面试题带你详细了解 Java 类加载机制

在许多Java面试中,我们经常会看到关于Java类加载机制的考察,例如下面这道题: class Grandpa{static{System.out.println("爷爷在静态代码块");}} class Father extends Grandpa{static{System.out.println("爸爸在静态代码块");}public static int factor = 25;public Father(){System.out.println("

一文读懂Java类加载机制

Java 类加载机制 Java 类加载机制详解. @pdai Java 类加载机制 类的生命周期 类的加载:查找并加载类的二进制数据 连接 验证:确保被加载的类的正确性 准备:为类的静态变量分配内存,并将其初始化为默认值 解析:把类中的符号引用转换为直接引用 初始化 使用 卸载 类加载器, JVM类加载机制 类加载器的层次 寻找类加载器 类的加载 JVM类加载机制 自定义类加载器 参考文章 类的生命周期 其中类加载的过程包括了加载.验证.准备.解析.初始化五个阶段.在这五个阶段中,加载.验证.准

透彻解析Java类加载机制

目录 Java类加载机制的七个阶段 加载.验证.准备(重要).解析.初始化(重要).使用.卸载 在许多Java面试中,我们经常会看到关于Java类加载机制的考察,例如下面这道题: class Grandpa { static { System.out.println("爷爷在静态代码块"); } } class Father extends Grandpa { static { System.out.println("爸爸在静态代码块"); } public sta

Java类加载机制与反射 jvm学习

同一个JVM的有线程.所有变量都处于同一个进程里,他们都使用JVM进程的内存区.当系统出现以下几种情况时JVM进程将被终止: 1.程序运行到最后正常结束 2.程序运行到使用System.exit()或Runtime.getRuntime().exit)代码处结束程序. 3.程序执行过程中遇到未捕获的异常或错误而结束. 4.程序所在平台强制结束了JVM进程 注意两次运行java程序,处于两个不同的JVM他们不共享内存. 类的加载 1.当程序主动使用某个类时,如果该类还未加载到内存中,则系统会通过加

深入研究Java类加载机制

类加载是Java程序运行的第一步,研究类的加载有助于了解JVM执行过程,并指导开发者采取更有效的措施配合程序执行. 研究类加载机制的第二个目的是让程序能动态的控制类加载,比如热部署等,提高程序的灵活性和适应性. 一.简单过程 Java程序运行的场所是内存,当在命令行下执行: java HelloWorld 命令的时候,JVM会将HelloWorld.class加载到内存中,并形成一个Class的对象HelloWorld.class. 其中的过程就是类加载过程: 1.寻找jre目录,寻找jvm.d

java类加载机制及方法调用

类加载机制 概述 类从被加载到虚拟机内存中开始,到卸载出内存为止,它的整个生命周期包括:加载(Loading).验证(Verification).准备(Preparation).解析(Resolution).初始化(Initialization).使用(Using)和卸载(Unloading)7个阶段.其中验证.准备.解析3个部分统称为连接(Linking) 于初始化阶段,虚拟机规范则是严格规定了有且只有5种情况必须立即对类进行"初始化"(而加载.验证.准备自然需要在此之前开始): 1