java.lang.ClassLoader類(lèi)的基本職責(zé)就是根據(jù)一個(gè)指定的類(lèi)的名稱(chēng),找到或者生成其對(duì)應(yīng)的字節(jié)代碼,然后從這些字節(jié)代碼中定義出一個(gè)Java 類(lèi),即 java.lang.Class類(lèi)的一個(gè)實(shí)例。
ClassLoader提供了一系列的方法,比較重要的方法如:
Java 中的類(lèi)加載器大致可以分成兩類(lèi),一類(lèi)是系統(tǒng)提供的,另外一類(lèi)則是由 Java 應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員編寫(xiě)的。
引導(dǎo)類(lèi)加載器(bootstrap class loader):
它用來(lái)加載 Java 的核心庫(kù)(jre/lib/rt.jar),是用原生C++代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)的,并不繼承自java.lang.ClassLoader。
加載擴(kuò)展類(lèi)和應(yīng)用程序類(lèi)加載器,并指定他們的父類(lèi)加載器,在java中獲取不到。
擴(kuò)展類(lèi)加載器(extensions class loader):
它用來(lái)加載 Java 的擴(kuò)展庫(kù)(jre/ext/*.jar)。Java 虛擬機(jī)的實(shí)現(xiàn)會(huì)提供一個(gè)擴(kuò)展庫(kù)目錄。該類(lèi)加載器在此目錄里面查找并加載 Java 類(lèi)。
系統(tǒng)類(lèi)加載器(system class loader):
它根據(jù) Java 應(yīng)用的類(lèi)路徑(CLASSPATH)來(lái)加載 Java 類(lèi)。一般來(lái)說(shuō),Java 應(yīng)用的類(lèi)都是由它來(lái)完成加載的??梢酝ㄟ^(guò) ClassLoader.getSystemClassLoader()來(lái)獲取它。
自定義類(lèi)加載器(custom class loader):
除了系統(tǒng)提供的類(lèi)加載器以外,開(kāi)發(fā)人員可以通過(guò)繼承 java.lang.ClassLoader類(lèi)的方式實(shí)現(xiàn)自己的類(lèi)加載器,以滿足一些特殊的需求。
以下測(cè)試代碼可以證明此層次結(jié)構(gòu):
public class testClassLoader { @Test public void test(){ //application class loader System.out.println(ClassLoader.getSystemClassLoader()); //extensions class loader System.out.println(ClassLoader.getSystemClassLoader().getParent()); //bootstrap class loader System.out.println(ClassLoader.getSystemClassLoader().getParent().getParent()); }}
輸出為:
可以看出ClassLoader類(lèi)是由AppClassLoader加載的。他的父親是ExtClassLoader,ExtClassLoader的父親無(wú)法獲取是因?yàn)樗怯肅++實(shí)現(xiàn)的。
某個(gè)特定的類(lèi)加載器在接到加載類(lèi)的請(qǐng)求時(shí),首先將加載任務(wù)委托交給父類(lèi)加載器,父類(lèi)加載器又將加載任務(wù)向上委托,直到最父類(lèi)加載器,如果最父類(lèi)加載器可以完成類(lèi)加載任務(wù),就成功返回,如果不行就向下傳遞委托任務(wù),由其子類(lèi)加載器進(jìn)行加載。
雙親委派機(jī)制的好處:
保證java核心庫(kù)的安全性(例如:如果用戶自己寫(xiě)了一個(gè)java.lang.String類(lèi)就會(huì)因?yàn)殡p親委派機(jī)制不能被加載,不會(huì)破壞原生的String類(lèi)的加載)
代理模式
與雙親委派機(jī)制相反,代理模式是先自己嘗試加載,如果無(wú)法加載則向上傳遞。tomcat就是代理模式。
public class MyClassLoader extends ClassLoader{ private String rootPath; public MyClassLoader(String rootPath){ this.rootPath = rootPath; } @Override protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException { //check if the class have been loaded Class<?> c = findLoadedClass(name); if(c!=null){ return c; } //load the class byte[] classData = getClassData(name); if(classData==null){ throw new ClassNotFoundException(); } else{ c = defineClass(name,classData, 0, classData.length); return c; } } private byte[] getClassData(String className){ String path = rootPath+"/"+className.replace('.', '/')+".class"; InputStream is = null; ByteArrayOutputStream bos = null; try { is = new FileInputStream(path); bos = new ByteArrayOutputStream(); byte[] buffer = new byte[1024]; int temp = 0; while((temp = is.read(buffer))!=-1){ bos.write(buffer,0,temp); } return bos.toByteArray(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }finally{ try { is.close(); bos.close(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } return null; } }
測(cè)試自定義的類(lèi)加載器
創(chuàng)建一個(gè)測(cè)試類(lèi)HelloWorld
package testOthers;public class HelloWorld {}
在D盤(pán)根目錄創(chuàng)建一個(gè)testOthers文件夾,編譯HelloWorld.java,將得到的class文件放到testOthers文件夾下。
利用如下代碼進(jìn)行測(cè)試
public class testMyClassLoader { @Test public void test() throws Exception{ MyClassLoader loader = new MyClassLoader("D:"); Class<?> c = loader.loadClass("testOthers.HelloWorld"); System.out.println(c.getClassLoader()); }}
輸出:
說(shuō)明HelloWorld類(lèi)是被我們的自定義類(lèi)加載器MyClassLoader加載的
JVM將類(lèi)加載過(guò)程分為三個(gè)步驟:裝載(Load),鏈接(Link)和初始化(Initialize)
1) 裝載:
查找并加載類(lèi)的二進(jìn)制數(shù)據(jù);
2)鏈接:
驗(yàn)證:確保被加載類(lèi)信息符合JVM規(guī)范、沒(méi)有安全方面的問(wèn)題。
準(zhǔn)備:為類(lèi)的靜態(tài)變量分配內(nèi)存,并將其初始化為默認(rèn)值。
解析:把虛擬機(jī)常量池中的符號(hào)引用轉(zhuǎn)換為直接引用。
3)初始化:
為類(lèi)的靜態(tài)變量賦予正確的初始值。
ps:解析部分需要說(shuō)明一下,Java 中,虛擬機(jī)會(huì)為每個(gè)加載的類(lèi)維護(hù)一個(gè)常量池【不同于字符串常量池,這個(gè)常量池只是該類(lèi)的字面值(例如類(lèi)名、方法名)和符號(hào)引用的有序集合。 而字符串常量池,是整個(gè)JVM共享的】這些符號(hào)(如int a = 5;中的a)就是符號(hào)引用,而解析過(guò)程就是把它轉(zhuǎn)換成指向堆中的對(duì)象地址的相對(duì)地址。
類(lèi)的初始化步驟:
1)如果這個(gè)類(lèi)還沒(méi)有被加載和鏈接,那先進(jìn)行加載和鏈接
2)假如這個(gè)類(lèi)存在直接父類(lèi),并且這個(gè)類(lèi)還沒(méi)有被初始化(注意:在一個(gè)類(lèi)加載器中,類(lèi)只能初始化一次),那就初始化直接的父類(lèi)(不適用于接口)
3)如果類(lèi)中存在static標(biāo)識(shí)的塊,那就依次執(zhí)行這些初始化語(yǔ)句。
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