java類加載機(jī)制

類加載過程

• 加載（Loading）

  Loading is the process of finding the binary representation of a class or interface type with a particular name and creating a class or interface from that binary representation.

? 通過類全名獲取其class的二進(jìn)制流。 在java堆中生成一個代表該類的Class對象

• 驗證（Verification）

  Verification ensures that the binary representation of a class or interface is structurally correct . Verification may cause additional classes and interfaces to be loaded but need not cause them to be verified or prepared.

? 驗證class文件格式正確性

• 準(zhǔn)備（Preparation）

  Preparation involves creating the static fields for a class or interface nd initializing such fields to their default values . This does not require the execution of any Java Virtual Machine code; explicit initializers for static fields are executed as part of initialization, not preparation.

? 準(zhǔn)備階段主要是靜態(tài)變量創(chuàng)建，賦予默認(rèn)值（隱式初始化）

• 解析（Resolution）

  Resolution is the process of dynamically determining concrete values from symbolic references in the run-time constant pool.

  將符號應(yīng)用確定為具體實際應(yīng)用

• 初始化（Initialization）

Initialization of a class or interface consists of executing its class or interface

initialization method

? 執(zhí)行類初始化方法

類加載器(ClassLoader)

類加載器分類：

• 啟動類加載器（Bootstrap ClassLoader）

  加載jre lib下包,c語言實現(xiàn)，未有對應(yīng)java實現(xiàn)

  //例如打印String類的classloader就是啟動類加載器，會輸出null System.out.println(String.class.getClassLoader());

• 擴(kuò)展類加載器 (Extend ClassLoader)
  加載ext目錄下包

• 應(yīng)用程序類加載器（Application ClassLoader）

  加載應(yīng)用程序classpath下包，默認(rèn)應(yīng)用程序使用其加載

  public class Test {public static void main(String[] args) {/**創(chuàng)建一個Test類，打印器classloader，輸出結(jié)果為：sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2*/System.out.println(Test.class.getClassLoader());} }

• 自定義類加載器(UserDefined ClassLoader)：

  自定義加載類，這個就需要自己繼承 ClassLoader類來實現(xiàn)自定義加載過程。

父類委派機(jī)制

當(dāng)加載一個類時當(dāng)前類加載器會首先委托其父類加載器進(jìn)行加載該類，當(dāng)父類無法加載該類其在委托其父類加載器進(jìn)行加載該類，直到啟動類加載器也不能加載該類。則在一層層回傳其子類加載器進(jìn)行加載該類。

例如要加載java.lang.String類，appClassloader委托extClassLoader進(jìn)行加載，extClassLoader發(fā)現(xiàn)自己加載不了，在委托BootClassLoader，BootClassLoader發(fā)現(xiàn)rt.jar包有該類，好吧我加載，ext和appLoader是永遠(yuǎn)無法自己加載String類的。

再例如，現(xiàn)在要加載用戶自己開發(fā)的一個引用類，com.x.Test。雖然apploader發(fā)現(xiàn)自己可以找到該類的class文件，但是也不能直接加載，還是要委托ext，再到boot。最后boo和ext發(fā)現(xiàn)機(jī)制都加載不了，最后apploader才能自己加載。

自定義一個java.lang.String

package java.lang; public class String {public static void main(String[] args) {System.out.println("myself string class");} } /** 結(jié)果輸出信息： 錯誤: 在類 java.lang.String 中找不到 main 方法, 請將 main 方法定義為:public static void main(String[] args) 否則 JavaFX 應(yīng)用程序類必須擴(kuò)展javafx.application.Application */

父類委派機(jī)制的好處：

1、安全。java平臺核心庫API永遠(yuǎn)只會被bootLoader加載，防止篡改

2、避免重復(fù)加載，當(dāng)父類加載器已經(jīng)加載過該類字類加載器沒必要再加載一遍。

雙親委派加載實現(xiàn)代碼，看下ClassLoader的loadclass方法源碼，去掉一些不影響邏輯代碼

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)throws ClassNotFoundException{synchronized (getClassLoadingLock(name)) {// First, check if the class has already been loaded//先檢查該類是否已被加載Class<?> c = findLoadedClass(name);if (c == null) {//未被加載long t0 = System.nanoTime();try {//若果parent不為空，再委派自己的父類加載器進(jìn)行加載if (parent != null) {c = parent.loadClass(name, false);} else {//若果parent為空，說明好了，到頭了，應(yīng)該委托bootLoader加載了c = findBootstrapClassOrNull(name);}} catch (ClassNotFoundException e) {// ClassNotFoundException thrown if class not found// from the non-null parent class loader}//上面父類一系列加載，還是空，那么我自己加載if (c == null) {// If still not found, then invoke findClass in order// to find the class.c = findClass(name);}}if (resolve) {resolveClass(c);}return c;}}

》》打破父類委派機(jī)制

為什么要打破父類委派機(jī)制?

tomcat容器是個最好的實例，class要熱部署，還有可以跑多個應(yīng)用，允許一個類被多次加載，如兩個應(yīng)用加載同一個jar。應(yīng)用之間要做到相互屏蔽不影響，就應(yīng)該加載多次。

tomcat自定義類加載器進(jìn)行類加載。像這種很多Spring也是有自己的類加載器。

自定義類加載器

繼承ClassLoader類，重新findClass方法

public class MyClassLoader extends ClassLoader {private String basePath;public MyClassLoader(String basePath){this.basePath = basePath;}private byte[] loadClassBytes(String name) throws IOException {name = name.replaceAll("\\.", "/");FileInputStream fis = new FileInputStream(this.basePath + "/" + name+ ".class");int len = fis.available();byte[] data = new byte[len];fis.read(data);fis.close();return data;}/*** 要重寫該方法，加載獲取class文件二進(jìn)制數(shù)據(jù)* @param name*/@Overrideprotected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {byte[] data = new byte[0];try {data = loadClassBytes(name);} catch (IOException e) {e.printStackTrace();}return defineClass(name , data, 0, data.length);} }

sun.misc.Launcher$AppClassLoader

編寫一個測試類

package com.bean; public class Test {static {ClassLoader currLoader = Test1.class.getClassLoader();System.out.println(currLoader.getClass().getName());System.out.println(currLoader.getParent().getClass().getName());} }

使用自定義類加載器進(jìn)行上面類加載

public static void main(String[] args) throws Exception {MyClassLoader loader = new MyClassLoader("D:/loader");//Test.class文件要按包路徑名放到D:/loader下Class c = loader.loadClass("com.bean.Test");c.newInstance();}/**Test類加載成功newInstance實例化時候執(zhí)行靜態(tài)塊方法輸出結(jié)果：com.test.jvm.MyClassLoadersun.misc.Launcher$AppClassLoader？？為什么父類加載器是AppClassLoader因為自定義類加載器也需要被加載，默認(rèn)開發(fā)的java都是被AppClassLoader加載的。也就是MyClassLoader是被AppLoader加載的，MyClassLoader又加載了Test,所有Test的父類加載器是AppLoader！！！注意如果是在開發(fā)工具中，Test類要在工程中刪除，否則工程中即classpath下有Test.class文件，會由于雙親委派機(jī)制被AppClassLoader加載到，不會被自定義類加載器加載。*/

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的JAVA类加载机制的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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