类加载

类加载器

把实现类加载阶段中的“通过一个类的全限定名来获取描述此类的二进制字节流”这个动作的代码模块称为“类加载器”。

将 class 文件二进制数据放入方法区内,然后在堆内(heap)创建一个 java.lang.Class 对象,Class 对象封装了类在方法区内的数据结构,并且向开发者提供了访问方法区内的数据结构的接口。

目前类加载器却在类层次划分、OSGi、热部署、代码加密等领域非常重要,我们运行任何一个 Java 程序都会涉及到类加载器。

类的唯一性和类加载器

对于任意一个类,都需要由加载它的类加载器和这个类本身一同确立其在Java虚拟机中的唯一性。

即使两个类来源于同一个 Class 文件,被同一个虚拟机加载,只要加载它们的类加载器不同,那这两个类也不相等。
这里所指的“相等”,包括代表类的 Class 对象的 equals() 方法、 isAssignableFrom() 方法、isInstance() 方法的返回结果,也包括使用 instanceof 关键字做对象所属关系判定等情况。

双亲委派模型

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,每一个层次的类加载器都是如此,因此所有的加载请求最终都应该传送到顶层的启动类加载器中,只有当父加载器反馈自己无法完成这个加载请求(它的搜索范围中没有找到所需的类)时,子加载器才会尝试自己去加载。

破坏双亲委派模型

1、 双亲委派模型在引入之前已经存在破坏它的代码存在了。
双亲委派模型在 JDK 1.2 之后才被引入,而类加载器和抽象类 java.lang.ClassLoader 则在 JDK 1.0 时代就已经存在,JDK 1.2之后,其添加了一个新的 protected 方法 findClass(),在此之前,用户去继承 ClassLoader 类的唯一目的就是为了重写 loadClass() 方法,而双亲委派的具体逻辑就实现在这个方法之中,JDK 1.2 之后已不提倡用户再去覆盖 loadClass() 方法,而应当把自己的类加载逻辑写到 findClass() 方法中,这样就可以保证新写出来的类加载器是符合双亲委派规则的。

2 、基础类无法调用类加载器加载用户提供的代码。
双亲委派很好地解决了各个类加载器的基础类的统一问题(越基础的类由越上层的加载器进行加载),但如果基础类又要调用用户的代码,例如 JNDI 服务,JNDI 现在已经是 Java 的标准服务,它的代码由启动类加载器去加载(在 JDK 1.3 时放进去的 rt.jar ),但 JNDI 的目的就是对资源进行集中管理和查找,它需要调用由独立厂商实现并部署在应用程序的 ClassPath 下的 JNDI 接口提供者(SPI,Service Provider Interface,例如 JDBC 驱动就是由 MySQL 等接口提供者提供的)的代码,但启动类加载器只能加载基础类,无法加载用户类。

3、用户对程序动态性的追求。
代码热替换(HotSwap)、模块热部署(Hot Deployment)等,OSGi 实现模块化热部署的关键则是它自定义的类加载器机制的实现。每一个程序模块(Bundle)都有一个自己的类加载器,当需要更换一个 Bundle 时,就把 Bundle 连同类加载器一起换掉以实现代码的热替换。

自定义类加载器

Java 默认 ClassLoader,只加载指定目录下的 class,如果需要动态加载类到内存,例如要从远程网络下来类的二进制,然后调用这个类中的方法实现我的业务逻辑,如此,就需要自定义 ClassLoader。

自定义类加载器分为两步:

  1. 继承 java.lang.ClassLoader
  2. 重写父类的 findClass() 方法创建类

针对第 1 步,为什么要继承 ClassLoader 这个抽象类,而不继承 AppClassLoader 呢?
因为它和 ExtClassLoader 都是 Launcher 的静态内部类,其访问权限是缺省的包访问权限。
static class AppClassLoader extends URLClassLoader{...}

第 2 步,JDK 的 loadCalss() 方法在所有父类加载器无法加载的时候,会调用本身的 findClass() 方法来进行类加载,因此我们只需重写 findClass() 方法找到类的二进制数据

类加载过程

      第一阶段加载过程,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,这里的数据源可能是各种各样的形态,比如 jar 文件,class 文件,甚至是网络数据源等;如果输入数据不是 ClassFile 的结构,则会抛出 ClassFormatError。加载阶段是用户参与的阶段,我们可以自定义类加载器,去实现自己的类加载过程。

        第二阶段是连接,这是核心的步骤,简单说是把原始的类定义信息平滑地转入 JVM 运行的过程中。这里可进一步细分成三个步骤:1,验证,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,否则就被认为是 VerifyError,这样就防止了恶意信息或者不合规信息危害 JVM 的运行,验证阶段有可能触发更多 class 的加载。2,准备创建类或者接口中的静态变量,并初始化静态变量的初始值。但这里的“初始化”和下面的显示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。3,解析在这一步会将常量池中的符号引用替换为直接引用。在 Java 虚拟机规范中,详细介绍了类,接口,方法和字段等各方面的解析。

        最后是初始化阶段,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。再来谈谈双亲委派模型,简单说就是当加载器试图加载某个类型的时候,除非父类加载器找不到相应类型,否则尽量将这个任务代理给当前加载器的父加载器去做。使用委派模型的目的是避免重复加载 Java 类型。

 

 

 

 

 

 类加载器的种类

1.启动类加载器:这个类加载器负责放在<JAVA_HOME>\lib目录中的,或者被-Xbootclasspath参数所指定的路径中的,并且是虚拟机识别的类库。用户无法直接使用。

2.扩展类加载器:这个类加载器由sun.misc.Launcher$AppClassLoader实现。它负责<JAVA_HOME>\lib\ext目录中的,或者被java.ext.dirs系统变量所指定的路径中的所有类库。用户可以直接使用。

3.应用程序类加载器:这个类由sun.misc.Launcher$AppClassLoader实现。是ClassLoader中getSystemClassLoader()方法的返回值。它负责用户路径(ClassPath)所指定的类库。用户可以直接使用。如果用户没有自己定义类加载器,默认使用这个。

4.自定义加载器:用户自己定义的类加载器。

 

类加载器得机制

1、全盘负责委托机制

当进行类加载的时候,如果手动指定了ClassLoader,那么该类所依赖和引用的类也由这个类加载器进行加载

 

 

2、双亲委派机制

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,每一个层次的类加载器都是如此,因此所有的加载请求最终都应该传送到顶层的启动类加载器中,只有当父加载器反馈自己无法完成这个加载请求时,子加载器才会尝试自己去加载

 

如何破坏双亲机制

手动破坏系统类加载器
     Thread.currentThread().getContextClassLoader();

 

 

为什么要破坏双亲机制

1. 默认的类加载器无法加载两个相同类库的不同版本,它只在乎类的全限定类名,并且只有一份,所以无法解决上面1和3,相互隔离的问题

2. 修改jsp文件后,因为类名一样,默认的类加载器不会重新加载,而是使用方法区中已经存在的类;所以需要每个jsp对应一个唯一的类加载器,当修改jsp的时候,直接卸载唯一的类加载器,然后重新创建类加载器,并加载jsp文件

1. 默认的类加载器无法加载两个相同类库的不同版本,它只在乎类的全限定类名,并且只有一份,所以无法解决上面1和3,相互隔离的问题

2. 修改jsp文件后,因为类名一样,默认的类加载器不会重新加载,而是使用方法区中已经存在的类;所以需要每个jsp对应一个唯一的类加载器,当修改jsp的时候,直接卸载唯一的类加载器,然后重新创建类加载器,并加载jsp文件

1. 默认的类加载器无法加载两个相同类库的不同版本,它只在乎类的全限定类名,并且只有一份,所以无法解决上面1和3,相互隔离的问题

2. 修改jsp文件后,因为类名一样,默认的类加载器不会重新加载,而是使用方法区中已经存在的类;所以需要每个jsp对应一个唯一的类加载器,当修改jsp的时候,直接卸载唯一的类加载器,然后重新创建类加载器,并加载jsp文件

1. 默认的类加载器无法加载两个相同类库的不同版本,它只在乎类的全限定类名,并且只有一份,所以无法解决上面1和3,相互隔离的问题

2. 修改jsp文件后,因为类名一样,默认的类加载器不会重新加载,而是使用方法区中已经存在的类;所以需要每个jsp对应一个唯一的类加载器,当修改jsp的时候,直接卸载唯一的类加载器,然后重新创建类加载器,并加载jsp文件

1. 默认的类加载器无法加载两个相同类库的不同版本,它只在乎类的全限定类名,并且只有一份,所以无法解决上面1和3,相互隔离的问题

2. 修改jsp文件后,因为类名一样,默认的类加载器不会重新加载,而是使用方法区中已经存在的类;所以需要每个jsp对应一个唯一的类加载器,当修改jsp的时候,直接卸载唯一的类加载器,然后重新创建类加载器,并加载jsp文件

 

posted on 2020-03-12 17:28  我胡闹i你善后i  阅读(141)  评论(0编辑  收藏  举报