虚拟机类加载机制---类加载器

类加载器

  类加载阶段中“通过一个类的全限定名来获取描述此类的二进制字节流”这个动作放到java虚拟机外部去实现。实现这个动作的代码模块称为“类加载器”

类与类加载器

  两个类相等,需要类本身相等,并且使用同一个类加载器进行加载,这是因为每一个类加载器都有一个独立的类名称空间

  这里的相等,包括类的 Class 对象的 equals() 方法isAssignableFrom() 方法isInstance() 方法的返回结果为 true,也包括使用 instanceof 关键字做对象所属关系判定结果为 true。

类加载器分类

从Java虚拟机的角度来讲,只存在以下两种不同的类加载器:

  • 启动类加载器(Bootstrap ClasssLoader)使用c++实现,是虚拟机的一部分。
  • 所有其他类加载器,使用Java实现,独立于虚拟机,继承自抽象类java.lang.ClassLoader。

从Java开发人员的角度来看,类加载器可以划分的更细致:

  • 启动类加载器:此类加载器将存放在 \lib目录中,或者被 -Xbootclasspath 参数所指定的路径中的,并且是虚拟机识别的(仅按照文件名识别,如 rt.jar,名字不符合的类库即使放在
    lib 目录中也不会被加载)类库加载到虚拟机内存中。启动类加载器无法被 Java 程序直接引用,用户在编写自定义类加载器时,如果需要把加载请求委派给启动类加载器,直接使用 null 代替即可。
  • 扩展类加载器(Extension ClassLoader):这个类加载器是由ExtClassLoader(sun.misc.Launcher$ExtClassLoader)实现的,它负责将 /lib/ext或者java.ext.dir系统变量所指定的路径中的所有类库加载到内存中,开发者可以直接使用扩展类加载器。
  • 应用程序类加载器:(Application ClassLoader)这个类加载器是由 AppClassLoader(sun.misc.Launcher$AppClassLoader)实现的。由于这个类加载器是ClassLoader中的getSystemClassLoader()方法的返回值,所以一般也称它为系统类加载器。它负责加载用户路径上所指定的类库,开发者可以直接使用这个类加载器,如果应用程序中没有自定义过自己的类加载器,一般情况下这个就是程序中默认的类加载器。

双亲委派模型

图中展示类加载器之间的这种层次关系,称为类加载器的双亲委托模型。

  双亲委托模型除了顶层的启动类加载器外,其余的类加载器都有自己的父类加载器。这里类加载器之间的父子关系一般不会以继承的关系来实现,而是使用组合关系来复用父加载器的代码。

  双亲委托模型的工作过程: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,每一层的类加载器都是如此,因此所有的类加载请求最终都应该传到顶层的启动类加载器中,只有当父类加载器反馈自己无法完成这个加载请求时,子类加载器才会自己去加载。

  双亲委托模型的好处:java类随着它的类加载器一起具备了一种带有优先级的层次关系。从而使基础类得到统一。

  双亲委托模型的实现:实现双亲委托模型的代码都集中在java.lang.ClassLoader的loadClass()方法之中。

  如下面代码所示:先检查是否已经被加载过,若没有被加载则调用父类加载器的loadClass()方法,若父类加载器为空则默认使用启动类加载器作为父加载器,如果父类加载失败,抛出ClassNotFoundException异常后,再调用自己的findClass()方法进行加载。

protected synchronized Class<?>loadClass(String name,boolean resolve)throws ClassNotFoundException{
    //首先检查请求的类是否已被加载过
    Class c=findLoadedClass(name);
    if(c==null){
        try{
            if(parent!=null){
                c=parent.loadClass(name,false);
            }else{
                c=findBootstrapClassOrNull(name);
            }
        }catch(ClassNotFoundException e){
            //如果父类加载器抛出ClassNotFoundException
            //说明父类加载器无法完成加载请求
        }
        if(c==null)
            c=findClass(name);
    }
    if(resolve)
        resolveClass(c);
    return c;
}

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