虚拟机类加载机制(深入jvm第7章)

虚拟机的类加载机制

虚拟机把描述类的数据从class文件加载到内存,并对数据进行校验、转换解析和初始化,最终形成可以被虚拟机直接使用的java类型,这就是虚拟机的类加载机制。

在Java语言中,类型的加载,连接和初始化过程都是在程序运行期间完成的,这种策略虽然会令类加载时稍微增加一些性能开销,但是会为Java应用程序提供高度的灵活性。如:用户可以通过Java预定义的和自定义类加载器,让一个本地应用程序可以在运行时从网络或其他地方加载一个二进制流作为程序代码的一部分,JSP

类加载的时机

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、验证、准备、解析、初始化、使用和卸载7个阶段。其中验证、准备、解析3个部分称为连接,这7个阶段的发生顺序如图。

类加载器

虚拟机设计团队吧类加载阶段中“通过一个类的全限定名来获取此类的二进制字节流”这个动作放到java虚拟机外部去实现,以便让应用程序自己决定如何获取所需要的类,实现这个动作的代码模块叫做“类加载器”。

类的唯一性确定:对于任意一个类,都需要由加载它的类加载器和这个类本身一同确定其在java虚拟机中的唯一性,每一个类加载器,都拥有独立的类名称空间。

双亲委派模型

从Java虚拟机的角度来说,只存在两种不同的类加载器:一种是启动类加载器(Bootstrap ClassLoader),这个类加载器使用C++语言实现(HotSpot虚拟机中),是虚拟机自身的一部分;另一种就是所有其他的类加载器,这些类加载器都有Java语言实现,独立于虚拟机外部,并且全部继承自java.lang.ClassLoader。

绝大部分java程序都会使用以下3种系统提供的类加载器:

1、启动类加载器:负责将存放在<JAVA_HOME>\lib目录中的,或者被—Xbootclasspath参数所指定的路径中的,并且是虚拟机识别的类库加载到虚拟机内存中。

2、扩展类加载器:由sum.misc.Launcher$ExtClassLoader实现,他负责加载<Java_Home>\lib\ext目录中的,或者被java.ext.dirs系统变量所指定路径中的所有类库,开发者可以直接使用扩展类加载器。

3、应用程序类加载器:这个类加载器是classloader中的getSystemClassLoader()方法的返回值,一般也称它为系统类加载器,它负责加载用户类路径(classpath)上的指定的类库。

我们的应用程序都是由这3种类加载器互相配合进行加载的,他们的关系如图。

类加载器之间的这种层次关系称为类加载器的双亲委派模型。

双亲委派模型要求除了顶层的启动类加载器外,其余的类加载器都应当有自己的父类加载器。类加载器之间的父子关系一般不会以继承的关系来实现,而是都使用组合关系来复用父加载器的代码。

双亲委派模型的工作过程:如果一个类加载器收到了类加载的请求,它首先不会自己去尝试加载这个类,而是把这个请求委派给父类加载器去完成,每一个层次的类加载器都是如此。因此所有的加载请求最终都应该传送到顶层的启动类加载中,只有当父类加载器反馈自己无法完成这个加载请求时,子加载器才会尝试自己去加载。

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