JAVA类:我是如何被ClassLoader加载到内存的

前言

之前看到阿里的一个面试题,JAVA类的双亲委派加载机制是什么?有什么好处?工作这么久,还不知道一个JAVA类如何被加载到内存并运行起来的有点羞愧。不懂但是会搜索啊,这篇文章就这样诞生了。本文主要总结了JAVA的类加载模型(classLoader),一个类的加载过程。

ClassLoaderr定义

我们用eclipse或idea编写一个xxx.java文件,通过编译器编译成xxx.class文件,ClassLoader就是用来加载这些class文件到内存当中的。

三个默认ClassLoader

一、BootStrap ClassLoader:启动类加载器,最顶层类加载器,负责加载JDK中的核心类库,如:rt.jar、resources.jar、charsets.jar等。

二、Extension ClassLoader: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。

三、App ClassLoader:系统类加载器,负责加载应用程序classpath目录下的所有jar。

除了Java默认提供的三个ClassLoader之外,用户还可以根据需要定义自已的ClassLoader,而这些自定义的ClassLoader都必须继承自java.lang.ClassLoader类(Extension ClassLoader和App ClassLoader也继承ClassLoader类)、以及重写父类的findClass方法,但是Bootstrap ClassLoader不继承ClassLoader,因为它不是一个普通的Java类,底层由C++编写,已嵌入到了JVM内核当中,当JVM启动后,Bootstrap ClassLoader也随着启动,负责加载完核心类库后,并构造Extension ClassLoader和App ClassLoader类加载器。

    ClassLoader加载机制

ClassLoader使用的是双亲委派的加载机制,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,先把这个任务委托给它的父类加载器,一层一层的往上抛(有点像抛异常,哈哈),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。下图比较形象:

    Java类加载的步骤

装载:把二进制形式的Java类型读入Java虚拟机中。

连接:把装载的二进制形式的类型数据合并到虚拟机的运行时状态中去。

验证:确保Java类型数据格式正确并且适合于Java虚拟机使用。

准备:负责为该类型分配它所需内存。

解析:把常量池中的符号引用转换为直接引用。

初始化:为类中的静态变量变量赋适当的初始值,执行静态代码块。

面试题

1、为什么要使用双亲委托模型?

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。从安全角度考虑,如果不使用这种委托模式,我们自己定义一个Map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Map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Map,除非你改变JDK中ClassLoader搜索类的默认算法。

2、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的class。

本文转载自:https://blog.csdn.net/jek123456/article/details/90477515

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