JVM类加载机制
文章目录
1.1 类加载的全部过程
1.2 class文件 加载到 内存
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验证：验证class文件是否格式正确
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准备：初始化静态变量，初始化默认的数值。
finall变量是常量所以再编译阶段就直接赋值了 -
解析：将
符号引用替换成直接引用(内存地址)main -> 内存的直接引用 -
初始化：将静态的变量进行数值的初始化，执行静态的代码块
1.3 类加载器和双亲委派模型
- 引导类加载器：加载JRE目录lib目录下的核心内容（
无法获取到） - 扩展类加载器：加载JRE目录ext目录下的核心内容
- 应用程序加载器：自己写的类加载器
public static void main(String[] args) {
System.out.println(String.class.getClassLoader());
System.out.println(com.sun.crypto.provider.DESKeyFactory.class.getClassLoader().getClass().getName());
System.out.println(TestJDKClassLoader.class.getClassLoader().getClass().getName());
System.out.println();
ClassLoader appClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
ClassLoader extClassloader = appClassLoader.getParent();
ClassLoader bootstrapLoader = extClassloader.getParent();
System.out.println("the bootstrapLoader : " + bootstrapLoader);
System.out.println("the extClassloader : " + extClassloader);
System.out.println("the appClassLoader : " + appClassLoader);
System.out.println();
System.out.println("bootstrapLoader加载以下文件：");
URL[] urls = Launcher.getBootstrapClassPath().getURLs();
for (int i = 0; i < urls.length; i++) {
System.out.println(urls[i]);
}
System.out.println();
System.out.println("extClassloader加载以下文件：");
System.out.println(System.getProperty("java.ext.dirs"));
System.out.println();
System.out.println("appClassLoader加载以下文件：");
System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));
}
/*
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader
sun.misc.Launcher$AppClassLoader
the bootstrapLoader : null
the extClassloader : sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@4b67cf4d
the appClassLoader : sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
bootstrapLoader加载以下文件：
file:/E:/jdk/jre/lib/resources.jar
file:/E:/jdk/jre/lib/rt.jar
file:/E:/jdk/jre/lib/sunrsasign.jar
file:/E:/jdk/jre/lib/jsse.jar
file:/E:/jdk/jre/lib/jce.jar
file:/E:/jdk/jre/lib/charsets.jar
file:/E:/jdk/jre/lib/jfr.jar
file:/E:/jdk/jre/classes
extClassloader加载以下文件：
E:\jdk\jre\lib\ext;C:\Windows\Sun\Java\lib\ext
appClassLoader加载以下文件：
E:\jdk\jre\lib\charsets.jar;E:\jdk\jre\lib\deploy.jar;E:\jdk\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;E:\jdk\jre\lib\ext\cldrdata.jar;E:\jdk\jre\lib\ext\dnsns.jar;E:\jdk\jre\lib\ext\jaccess.jar;E:\jdk\jre\lib\ext\jfxrt.jar;E:\jdk\jre\lib\ext\localedata.jar;E:\jdk\jre\lib\ext\nashorn.jar;E:\jdk\jre\lib\ext\sunec.jar;E:\jdk\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;E:\jdk\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;E:\jdk\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;E:\jdk\jre\lib\ext\zipfs.jar;E:\jdk\jre\lib\javaws.jar;E:\jdk\jre\lib\jce.jar;E:\jdk\jre\lib\jfr.jar;E:\jdk\jre\lib\jfxswt.jar;E:\jdk\jre\lib\jsse.jar;E:\jdk\jre\lib\management-agent.jar;E:\jdk\jre\lib\plugin.jar;E:\jdk\jre\lib\resources.jar;E:\jdk\jre\lib\rt.jar;D:\project\baige\Test\target\classes;E:\idea\IntelliJ IDEA 2021.1\lib\idea_rt.jar
**/
1）类加载器初始化过程：
jvm启动器实例
sun.misc.Launcher
sun.misc.Launcher初始化使用的是单例模式的设计，保证一个sun.misc.Launcher一个实例。在Launcher构造方法的内部，其创建了两个类加载器，分别是扩展类加载器和应用类加载器
JVM默认使用Launcher的
getClassLoader()方法返回的类加载器AppClassLoader的实例加载我们的应用程序。
//Launcher的构造方法
public Launcher() {
Launcher.ExtClassLoader var1;
try {
//构造扩展类加载器，在构造的过程中将其父加载器设置为null
var1 = Launcher.ExtClassLoader.getExtClassLoader();
} catch (IOException var10) {
throw new InternalError("Could not create extension class loader", var10);
}
try {
//构造应用类加载器，在构造的过程中将其父加载器设置为ExtClassLoader，
//Launcher的loader属性值是AppClassLoader，我们一般都是用这个类加载器来加载我们自
己写的应用程序
this.loader = Launcher.AppClassLoader.getAppClassLoader(var1);
} catch (IOException var9) {
throw new InternalError("Could not create application class loader", var9);
}
Thread.currentThread().setContextClassLoader(this.loader);
String var2 = System.getProperty("java.security.manager");
//省略一些不需关注代码
}
我们来看下应用程序类加载器
AppClassLoader加载类的双亲委派机制源码，AppClassLoader
的loadClass方法最终会调用其父类ClassLoader的loadClass方法，该方法的大体逻辑如下：
- 首先，检查一下指定名称的类是否已经加载过，如果加载过了，就不需要再加载，直接
返回。- 如果此类没有加载过，那么，再判断一下是否有父加载器；如果有父加载器，则由父加
载器加载（即调用parent.loadClass(name, false);）.或者是调用bootstrap类加载器来加
载。- 如果父加载器及bootstrap类加载器都没有找到指定的类，那么调用当前类加载器的
findClass方法来完成类加载。
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException {
synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
// 检查当前类加载器是否已经加载了该类
Class<?> c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
long t0 = System.nanoTime();
try {
if (parent != null) {
//如果当前加载器父加载器不为空则委托父加载器加载该类
c = parent.loadClass(name, false);
} else {
//如果当前加载器父加载器为空则委托引导类加载器加载该类
c = findBootstrapClassOrNull(name);
}
}
if (c == null) {
// If still not found, then invoke findClass in order
// to find the class.
long t1 = System.nanoTime();
//都会调用URLClassLoader的findClass方法在加载器的类路径里查找并加载该类
c = findClass(name);
}
}
}
2）全盘负责委托机制：
“全盘负责”是指当一个
ClassLoder装载一个类时，除非显示的使用另外一个ClassLoder，该类所依赖及引用的类也由这个ClassLoder载入。
3）自定义类加载器实例 和 打破双亲委派模型：
自定义类加载器只需要继承 java.lang.ClassLoader 类，该类有两个核心方法，一个是
loadClass(String, boolean)，实现了双亲委派机制，还有一个方法是findClass，默认实现是空
方法，所以我们自定义类加载器主要是重写findClass方法
public class MyClassLoaderTest {
static class MyClassLoader extends ClassLoader {
private String classPath;
public MyClassLoader(String classPath) {
this.classPath = classPath;
}
private byte[] loadByte(String name) throws Exception {
name = name.replaceAll("\\.", "/");
FileInputStream fis = new FileInputStream(classPath + "/" + name
+ ".class");
int len = fis.available();
byte[] data = new byte[len];
fis.read(data);
fis.close();
return data;
}
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
try {
byte[] data = loadByte(name);
return defineClass(name, data, 0, data.length);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
throw new ClassNotFoundException();
}
}
/**
* 重写类加载方法，实现自己的加载逻辑，不委派给双亲加载
*
* @param name
* @param resolve
* @return
* @throws ClassNotFoundException
*/
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException {
synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
// First, check if the class has already been loaded
Class<?> c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
// If still not found, then invoke findClass in order
// to find the class.
long t1 = System.nanoTime();
c = findClass(name);
// this is the defining class loader; record the stats
sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
}
if (resolve) {
resolveClass(c);
}
}
}
}
public static void main(String args[]) throws Exception {
MyClassLoader classLoader = new MyClassLoader("D:/test");
//尝试用自己改写类加载机制去加载自己写的java.lang.String.class
Class clazz = classLoader.loadClass("java.lang.String");
Object obj = clazz.newInstance();
Method method = clazz.getDeclaredMethod("sout", null);
method.invoke(obj, null);
System.out.println(clazz.getClassLoader().getClass().getName());
}
}