java虚拟机学习-慢慢琢磨JVM(2-1)ClassLoader的工作机制
ClassLoader的工作机制
java应用环境中不同的class分别由不同的ClassLoader负责加载。
一个jvm中默认的classloader有Bootstrap ClassLoader、Extension ClassLoader、App ClassLoader，分别各司其职：
- Bootstrap ClassLoader 负责加载java基础类，主要是 %JRE_HOME/lib/ 目录下的rt.jar、resources.jar、charsets.jar和class等
- Extension ClassLoader 负责加载java扩展类，主要是 %JRE_HOME/lib/ext 目录下的jar和class
- App ClassLoader 负责加载当前java应用的classpath中的所有类。
其中Bootstrap ClassLoader是JVM级别的，由C++撰写；Extension ClassLoader、App ClassLoader都是java类，都继承自URLClassLoader超类。
Bootstrap ClassLoader由JVM启动，然后初始化sun.misc.Launcher ，sun.misc.Launcher初始化Extension ClassLoader、App ClassLoader。
下图是ClassLoader的加载类流程图，以加载一个类的过程类示例说明整个ClassLoader的过程。
Bootstrap ClassLoader、Extension ClassLoader、App ClassLoader三者的关系如下：
Bootstrap ClassLoader是Extension ClassLoader的parent，Extension ClassLoader是App ClassLoader的parent。
但是这并不是继承关系，只是语义上的定义，基本上，每一个ClassLoader实现，都有一个Parent ClassLoader。
可以通过ClassLoader的getParent方法得到当前ClassLoader的parent。Bootstrap ClassLoader比较特殊，因为它不是java class所以Extension ClassLoader的getParent方法返回的是NULL。
了解了ClassLoader的原理和流程以后，我们可以试试自定义ClassLoader。
Java类加载器classLoader的工作机制
类加载器就是寻找类或接口字节码文件进行解析并构造JVM内部对象表示的组件。在Java中，类转载器把一个类装入JVM中，需要经过以下步骤:
1.装载:查找和导入Class文件;
2.链接: 执行校验、准备和解析步骤，其中解析步骤是可以选择的:
a)校验: 检查载入Class文件数据的正确性;
b)准备:给类的静态变量分配存储空间;
c)解析:将符号引用变成直接引用；
3.初始化:对类的静态变量、静态代码块进行初始化工作。
类装载工作是由ClassLoader及其之类负责的，ClassLoader是一个重要的Java运行时系统组件，它负责在运行时查找和装入Class 字节文件。JVM在运行时会产生三个ClassLoader:跟装载器、ExtClassLoader（扩展类装载器）和 AppClassLoader（系统类装载器）。其中，跟装载器不是ClassLoader的子类，它使用C++编写，因此我们在Java中看不到它,跟 装载器负责装载JRE的核心类库，如rt.jar，charsets.jar等。ExtClassLoader和AppClassLoader都是 ClassLoader的子类。其中ExtClassLoader负责装载JRE扩展目录ext中的JAR类包;AppClassLoader负责装载 ClassPath路径下的类包。
这三个类装载器之间存在父子层级关系，跟装载器是ExtClassLoader的父装载器，ExtClassLoader是AppClassLoader的父装载器。默认情况下，使用AppClassLoader装载应用程序的类，我们可以试验如下:
public class ClassLoaderTest { public static void main(String[] args) { ClassLoader c=Thread.currentThread().getContextClassLoader(); System.out.println(c); System.out.println(c.getParent()); System.out.println(c.getParent().getParent()); } }
运行结果如下:
[java]
sun.misc.Launcher$AppClassLoader@1016632
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@dc6a77
null
从上述结果可以分析得出当前的ClassLoader是AppClassloader，父ClassLoader是ExtClassLoader，祖父ClassLoader是根类装载器，因为在Java中无法获得它的句柄，因此返回null。
ClassLoader与Class.forName的区别
classLoader中的函数loadclass用于Class文件的加载但并没有完成初始化工作，而使用Class.forName则完成了初始化工作即完成对类的静态变量、静态代码块执行初始化工作。实例如下:
需要加载的类Reflect.java如下:
public class Reflect { private int userName; private int password; static { System.out.println("Reflect static block"); } public Reflect(){ System.out.println("Reflect constructs"); } public int getUserName() { return userName; } public void setUserName(int userName) { this.userName = userName; } public int getPassword() { return password; } public void setPassword(int password) { this.password = password; } }
测试类Test.java如下:
public class Test { public static void main(String[] args) { ClassLoader classLoader=Thread.currentThread().getContextClassLoader(); try { System.out.println("使用ClassLoader中的loadClass加载:"); classLoader.loadClass("com.uestc.test.Reflect"); System.out.println("使用Class.forName()加载:"); Class.forName("com.uestc.test.Reflect"); } catch (ClassNotFoundException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } }
运行结果如下:
[java]
使用ClassLoader中的loadClass加载:
使用Class.forName()加载:
Reflect static block
从上述结果可以看出loadClass并没有进行初始化工作，而Class.forName()进行了初始化工作。
