【随笔】JVM核心:JVM运行和类加载

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张丰哲 11f8cfa8 ec9f 4f82 be92 d6a39f61b5c1
0.2 2017.10.29 19:41* 字数 1532

前言

本篇博客将写一点关于JVM的东西,涉及JVM运行时数据区、类加载的过程、类加载器、ClassLoader、双亲委派机制、自定义类加载器等,这些都是博主自己的一点理解,如果有误,欢迎大家评论拍砖~


关于JVM运行时数据区

JVM运行时数据区


关于类加载

class文件加载至内存,链接(校验、解析),初始化;最终形成JVM可以直接使用的JAVA类型的过程。

加载:在方法区形成类的运行时数据结构;在堆里面形成该类的Class对象,作为访问方法区的入口。

加载

链接:class文件是否存在问题;一些符号引号替换成直接引用。

初始化:初始化一个类,先初始化它的父类。虚拟机会保证一个类的初始化在多线程环境中被正确加锁和同步。

要使用类A,必须先加载类A;加载类A,就会把静态变量、静态块合并初始化,然后在调用构造器。注意类的加载和初始化,只有一次。


关于类加载器

上文已经说了,类加载器的作用就是:将class文件的字节码内容加载到内存中,并将这些静态数据转化成方法区中的运行时数据结构,在堆中生成一个代表这个类的Class对象,作为方法区类数据的访问入口。

类加载器的层次结构

引导类加载器bootstrap classloader

加载JAVA核心库($JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar),原生代码实现(C++),并不继承自java.lang.ClassLoader。

扩展类加载器extensions classloader

JAVA可以提供一个扩展目录($JAVA_HOME/jre/ext/*.jar)来加载Java类。

由sun.misc.Launcher.ExtClassLoader实现

应用程序类加载器application classloader(也称系统类加载器)

一般来说,JAVA应用的类由它加载,即加载路径是classpath下的路径。

由sun.misc.Launcher.AppClassLoader实现。

自定义类加载器

开发人员继承java.lang.ClassLoader实现自己的类加载器

类加载器的层次结构


关于java.lang.ClassLoader

ClassLoader的基本职责就是:

第一,根据指定的类名称,找到或者生成对应的字节码,并根据字节码生成class对象

第二,加载JAVA应用所需的资源,如配置文件等。

ClassLoader的组合模式

组合模式为双亲委派机制提供支持

demo:

类加载器的层次

引导类加载器是原生代码实现,我们获取不到,所以是null。

ClassLoader重要API

getParent():该类加载器的父类加载器

loadClass(String name):加载名称为name的类,并返回Class实例。

加载顺序是:先交给扩展类加载器加载,如果加载不到,交给引导类加载器加载,加载不到,交给自己去加载,如果自己也加载不到,那么ClassNotFoundException。【双亲委派机制】 如果要改变类的加载顺序,那么可以override该方法。

findClass(String name),不是加载,仅仅是查找而已

findLoadedClass(String name),查找已经被加载过

defineClass(String name,byte[] b, int off ,int len),可以把字节数组的内容转换成JAVA类,并会返回Class实例。


类加载器的代理模式:双亲委派机制

类加载器的代理模式:就是把加载指定类的过程交给其他加载器。

JAVA默认使用的类加载器代理模式是:双亲委派机制。

双亲委派机制:

就是某个特定的类加载器接到加载类的请求时,首先将加载任务委托给父类加载器,依次追溯,比如说从应用加载器委托给扩展类加载器,从扩展类加载器委托给引导类加载器。这种委托,直至委托到层次最高的类加载器,即引导类加载器,如果委托的父类加载器可以完成加载任务,那么成功返回;只有父类加载器无法完成时,才去自己加载。

可以看出双亲委派机制的意思就是优先父类加载器加载!

试想如果我们定义了一个java.lang.String类,根据双亲委派机制,那么JDK只会加载它自己的String。这显然保证了Java核心库的类型安全。

双亲委派机制不是唯一的选择

虽然JDK默认的类加载机制是双亲委派机制,但是并不是所有都采用,比如有些服务器,如Tomcat,虽然也采用代理的方式加载,但是加载顺序却恰恰和双亲委派机制相反,它是首先尝试加载这个类,只有加载不到的情况下,才去让父类加载器代理加载。

为什么会这样呢,不是说双亲委派很安全么?

其实就是在安全,和灵活方面进行取舍!


写一个自定义类加载器

MyClassLoader:

自定义类加载器

重写findClass:

findClass

Test:

测试

一般情况下,自定义类加载器,需要继承自ClassLoader。

首先来说,可以检查请求的类是否已经被自定义的类加载器加载;如果加载了,那么直接返回;否则,那么交给父类加载器,就是进行双亲委派;如果双亲委派也加载不到,那么交给自定义类加载器进行“自定义的方式”来加载类。

另外,被2个不同的类加载加载的同一个类,JVM不会认为是一个类。


好了,关于JVM运行和类加载的过程就写到这里,^_^

2017.10.29 zhangfengzhe

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