java基础知识15-类加载器

1.类加载过程

加载、链接、初始化
1.1 首先是加载阶段(Loading),它是Java将字节码数据从不同的数据源读取到JVM中,并映射为JVM认可的数据结构(Class对象)
1.2 链接(Linking),这是核心的步骤,简单说是把原始的类定义信息平滑地转化入JVM运行的过程中
    1.2.1 验证(Verification),这是虚拟机安全的重要保障,JVM需要核验字节信息是符合Java虚拟机规范的
    1.2.2 准备(Preparation),创建类或接口中的静态变量,并初始化静态变量的初始值。但这里的“初始化”和下面的显式初始化阶段是有区别的,侧重点在于分配所需要的内存空间,不会去执行更进一步的JVM指令。
    1.2.3 解析(Resolution),在这一步会将常量池中的符号引用(symbolic reference)替换为直接引用
1.3 最后是初始化阶段(initialization),这一步真正去执行类初始化的代码逻辑,包括静态字段赋值的动作,以及执行类定义中的静态初始化块内的逻辑,编译器在编译阶段就会把这部分逻辑整理好,父类型的初始化逻辑优先于当前类型的逻辑。

2.类加载器

启动类加载器->扩展类加载器->应用类加载器->自定义类加载器
2.1双亲委派模型
但不是所有类加载都遵守这个模型,有的时候,启动类加载器所加载的类型,是可能要加载用户代码的,比如JDK内部的ServiceProvider/ServiceLoader机制,用户可以在标准API框架上,提供自己的实现,JDK也需要提供些默认的参考实现。 例如,Java 中JNDI、JDBC、文件系统、Cipher等很多方面,都是利用的这种机制,这种情况就不会用双亲委派模型去加载,而是利用所谓的上下文加载器。这叫SPI服务模式:我(JDK)提供了一种帮你(第三方实现者)加载服务(如数据库驱动、日志库)的便捷方式,只要你遵循约定(把类名写在/META-INF里),那当我启动时我会去扫描所有jar包里符合约定的类名,再调用forName加载。但我的ClassLoader是没法加载的,那就把它加载到当前执行线程的线程上下文类加载器里,后续你想怎么操作就是你的事了。
2.2 可见性
子类加载器可以访问父加载器加载的类型,但是反过来是不允许的,不然,因为缺少必要的隔离,我们就没有办法利用类加载器去实现容器的逻辑。比如tomcat容器,每一个web都有自己的类加载器加载web自己的jar包和class,不会委托给父类加载器,以保证每个web都是隔离的。
2.3 单一性
由于父加载器的类型对于子加载器是可见的,所以父加载器中加载过的类型,就不会在子加载器中重复加载。但是注意,类加载器“邻居”间,同一类型仍然可以被加载多次,因为互相并不可见。
2.4 自定义类加载器

  • 实现类似进程内隔离,类加载器实际上用作不同的命名空间,以提供类似容器、模块化的效果。例如,两个模块依赖于某个类库的不同版本,如果分别被不同的容器加载,就可以互不干扰。这个方面的集大成者是Java EEOSGIJPMS等框架。
  • 应用需要从不同的数据源获取类定义信息,例如网络数据源,而不是本地文件系统。
  • 或者是需要自己操纵字节码,动态修改或者生成类型。
    2.4 优化服务启动速度
    AppCDS:CDS 的全称是 Class-Data Sharing,CDS 的作用是可以让类可以被预处理放到一个归档文件中,后续 Java 程序启动的时候可以直接带上这个归档文件,这样 JVM 可以直接将这个归档文件映射到内存中,以节约应用启动的时间

参考文档:
https://blog.csdn.net/justloveyou_/article/details/72231425
tomcat类加载器
https://bbs.huaweicloud.com/blogs/195826

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