java双缓存机制_详解JVM类加载机制及类缓存问题的处理方法
前言
大家應該都知道，當一個Java項目啟動的時候，JVM會找到main方法，根據對象之間的調用來對class文件和所引用的jar包中的class文件進行加載(其步驟分為加載、驗證、準備、解析、初始化、使用和卸載)，方法區中開辟內存來存儲類的運行時數據結構(包括靜態變量、靜態方法、常量池、類結構等)，同時在堆中生成相應的Class對象指向方法區中對應的類運行時數據結構。
用最簡單的一句話來概括，類加載的過程就是JVM根據所需的class文件的路徑，通過IO流的方式來讀取class字節碼文件，并通過一系列解析初始化等步驟來注入到內存。 java中的類加載器有：BootstrapClassLoader(最上層)、ExtClassLoader、AppClassLoader、以及用戶自定義的ClassLoader(最下層)。JVM對于不同種類的jar包(或class文件)，會有不同種類的類加載器進行加載。
對應關系如下：
BootstrapClassLoader? 用于加載JVM運行所需要的類：
JAVA_HOME/jre/lib/resources.jar:
JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar:
JAVA_HOME/jre/lib/sunrsasign.jar:
JAVA_HOME/jre/lib/jsse.jar:
JAVA_HOME/jre/lib/jce.jar:
JAVA_HOME/jre/lib/charsets.jar:
JAVA_HOME/jre/lib/jfr.jar:
JAVA_HOME/jre/classes
ExtClassLoader 用于加載擴展類：
../Java/Extensions:
../JAVA_HOME/jre/lib/ext: ../Library/Java/Extensions:/Network/Library/Java/Extensions:
../System/Library/Java/Extensions:
../lib/java
AppClassLoader 用于加載我們項目中ClassPath下所創建的類和jar包中引用的類。
整個類加載，是通過一種叫做雙親委派的機制來進行加載。
舉例來說，一個類被最下層的加載器(用戶自定義ClassLoader)進行加載，此加載器首先會調用上一層的加載器(AppClassLoader)進行加載，而AppClassLoader會繼續轉交給上層(ExtClassLoader)的加載器進行加載，直到BootstrapClassLoader。? 如果BootstrapClassLoader所加載的類路徑找不到此類，那么才會交給下一層的加載器(ExtClassLoader)進行加載，如果找不到此類，繼續交給下一層(AppClassLoader)進行加載。以此類推，如果用戶自定義的ClassLoader也找不到此類，那么程序就會拋出一個ClassNotFoundError。
整個加載過程圖示如下：
(圖片引用自：https://www.cnblogs.com/xing901022/p/4574961.html)
類加載源的源碼跟蹤如下(在此對源碼進行了適當的簡化)，讀者可以點入源碼進行查看：
package java.lang.ClassLoader;
import ....
protected Class> loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException
{
synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
// First，在虛擬機內存中查找是否已經加載過此類...類緩存的主要問題所在！！！
Class> c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
long t0 = System.nanoTime();
try {
if (parent != null) {
//先讓上一層加載器進行加載
c = parent.loadClass(name, false);
} else {
c = findBootstrapClassOrNull(name);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
// ClassNotFoundException thrown if class not found
// from the non-null parent class loader
}
if (c == null) {
//調用此類加載器所實現的findClass方法進行加載
c = findClass(name);
}
}
if (resolve) {
resolveClass(c);
}
return c;
}
}
在源碼中可以完全領略到雙親委派機制的過程，其中最重要的三句代碼已經進行了標注：
findLoadedClass(在虛擬機內存中查找是否已經加載過此類...類緩存的主要問題所在！！！)
parent.loadClass(先讓上一層加載器進行加載)
findClass(調用此類加載器所實現的findClass方法進行加載)
如果用戶需要自定義加載器，加載自己指定路徑的class文件，需要繼承ClassLoader，并實現findClass(String name)方法。舉例如下：
package com.linuxidc.utils;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
public class ServiceClassLoader extends ClassLoader{
private String classPath;
public ServiceClassLoader(String classPath) {
this.classPath = classPath;
}
/**
* 重寫父類的findClass 方法。 父類的loadClass會調用此方法
*/
@Override
protected Class> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
Class> c = null;
byte[] classData = getClassData(name);
if (classData!=null) {
c = defineClass(name, classData, 0, classData.length);
}else {
throw new ClassNotFoundException();
}
return c;
}
// 將class文件通過IO流讀取，轉化為字節數組
private byte[] getClassData(String name) {
String path = classPath + "/"+ name.replace('.', '/') + ".class";
InputStream iStream = null;
ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
try {
iStream = new FileInputStream(path);
byte[] buffer = new byte[1024];
int temp = 0;
while ((temp = iStream.read(buffer))!=-1) {
byteArrayOutputStream.write(buffer, 0, temp);
}
if (byteArrayOutputStream!=null) {
return byteArrayOutputStream.toByteArray();
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}finally {
try {
if (iStream!=null) {
iStream.close();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
try {
if (byteArrayOutputStream!=null) {
byteArrayOutputStream.close();
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
return null;
}
}
對類加載器的使用代碼如下：
ServiceClassLoader serviceClassLoader = new ServiceClassLoader("c:\myclass");
Czlass> c = ServiceClassLoader.loadClass("com.linuxidc.service.Myclass");
如果 用同一個 ServiceClassLoader 對象去加載同一個Class文件多次，每次加載后的Class對象為同一個！ 然而如果new不同的自定義ClassLoader去加載同一個Class文件，則每次會返回不同的Class對象。
注意： 不能將所要加載的Class文件放到classpath目錄及其任何子目錄下，否則會被AppClassLoader優先加載 (這是由于類加載采用雙親委派機制，同時AppClassLoader可以加載所有在classpath下的class文件)， 每次都是同一個AppClassLoader進行加載，因此會出現類緩存問題。
這樣就解決了通常在JVM類加載時，直接使用反射出現的類緩存的問題。
總結
以上就是這篇文章的全部內容了，希望本文的內容對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，如果有疑問大家可以留言交流，謝謝大家對腳本之家的支持。
總結
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