JAVA基础-类加载过程

1，类的加载

1，类的加载过程

2，加载阶段

  • 通过一个类的全限定名获取定义此类的二进制字节流
  • 将这个字节流所代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构
  • 在内存中生成一个代表这个类的 java.lang.Class 对象，作为方法区这个类的各种数据的访问入口

加载 class 文件的方式：

  • 从本地系统中直接加载
  • 通过网络获取，典型场景：Web Applet
  • 从 zip压缩包中读取，成为日后 jar、war 格式的基础
  • 运行时计算生成，使用最多的是：动态代理技术
  • 由其他文件生成，典型场景：JSP 应用
  • 从专有数据库中提取.class 文件，比较少见
  • 从加密文件中获取，典型的防 Class 文件被反编译的保护措施

3，链接阶段

  • 验证（Verify）：
    • 目的在子确保 Class 文件的字节流中包含信息符合当前虚拟机要求，保证被加载类的正确性，不会危害虚拟机自身安全。
    • 主要包括四种验证，文件格式验证，元数据验证，字节码验证，符号引用验证。
  • 准备（Prepare）：
    • 为类变量分配内存并且设置该类变量的默认初始值，即零值。
    • 这里不包含用 final 修饰的 static，因为 final 在编译的时候就会分配了，准备阶段会显式初始化；
    • 这里不会为实例变量分配初始化，类变量会分配在方法区中，而实例变量是会随着对象一起分配到 Java 堆中。
  • 解析（Resolve）：
    • 将常量池内的符号引用转换为直接引用的过程。
    • 事实上，解析操作往往会伴随着 JVM 在执行完初始化之后再执行。
    • 符号引用就是一组符号来描述所引用的目标。符号引用的字面量形式明确定义在《java 虚拟机规范》的 Class 文件格式中。直接引用就是直接指向目标的指针、相对偏移量或一个间接定位到目标的句柄。
    • 解析动作主要针对类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型等。对应常量池中的 CONSTANT_Class_info，CONSTANT_Fieldref_info、CONSTANT_Methodref_info 等。

4，初始化阶段

  • 初始化阶段就是执行类构造器方法()的过程。
  • 此方法不需定义，是 javac 编译器自动收集类中的所有类变量的赋值动作和静态代码块中的语句合并而来。
  • 构造器方法中指令按语句在源文件中出现的顺序执行。
  • ()不同于类的构造器。（关联：构造器是虚拟机视角下的()）
  • 若该类具有父类，JVM 会保证子类的()执行前，父类的()已经执行完毕。
  • 虚拟机必须保证一个类的()方法在多线程下被同步加锁。

2，类加载器

1，启动类加载器

引导类加载器，Bootstrap ClassLoader

  • 这个类加载使用 C/C++语言实现的，嵌套在 JVM 内部。
  • 它用来加载 Java 的核心库（JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar、resources.jar 或 sun.boot.class.path 路径下的内容），用于提供 JVM 自身需要的类
  • 并不继承自 ava.lang.ClassLoader，没有父加载器。
  • 加载扩展类和应用程序类加载器，并指定为他们的父类加载器。
  • 出于安全考虑，Bootstrap 启动类加载器只加载包名为 java、javax、sun 等开头的类

2，扩展类加载器

Extension ClassLoader

  • Java 语言编写，由 sun.misc.Launcher$ExtClassLoader 实现。
  • 派生于 ClassLoader 类
  • 父类加载器为启动类加载器
  • 从 java.ext.dirs 系统属性所指定的目录中加载类库，或从 JDK 的安装目录的 jre/1ib/ext 子目录（扩展目录）下加载类库。如果用户创建的 JAR 放在此目录下，也会自动由扩展类加载器加载。

3，应用程序类加载器

系统类加载器，AppClassLoader

  • java 语言编写，由 sun.misc.LaunchersAppClassLoader 实现
  • 派生于 ClassLoader 类
  • 父类加载器为扩展类加载器
  • 它负责加载环境变量 classpath 或系统属性 java.class.path 指定路径下的类库
  • 该类加载是程序中默认的类加载器，一般来说，Java 应用的类都是由它来完成加载
  • 通过 ClassLoader#getSystemclassLoader() 方法可以获取到该类加载器

4，用户自定义类加载器

为什么要自定义类加载器？

  • 隔离加载类
  • 修改类加载的方式
  • 扩展加载源
  • 防止源码泄漏

用户自定义类加载器实现步骤

  1. 开发人员可以通过继承抽象类 ava.lang.ClassLoader 类的方式，实现自己的类加载器，以满足一些特殊的需求
  2. 在 JDK1.2 之前，在自定义类加载器时，总会去继承 ClassLoader 类并重写 loadClass() 方法，从而实现自定义的类加载类，但是在 JDK1.2 之后已不再建议用户去覆盖 loadclass() 方法，而是建议把自定义的类加载逻辑写在 findClass()方法中
  3. 在编写自定义类加载器时，如果没有太过于复杂的需求，可以直接继承 URLClassLoader 类，这样就可以避免自己去编写 findClass() 方法及其获取字节码流的方式，使自定义类加载器编写更加简洁。

3，双亲委派机制

  Java 虚拟机对 class 文件采用的是按需加载的方式，也就是说当需要使用该类时才会将它的 class 文件加载到内存生成 class 对象。而且加载某个类的 class 文件时，Java 虚拟机采用的是双亲委派模式，即把请求交由父类处理，它是一种任务委派模式。

工作原理：

1）如果一个类加载器收到了类加载请求，它并不会自己先去加载，而是把这个请求委托给父类的加载器去执行；
2）如果父类加载器还存在其父类加载器，则进一步向上委托，依次递归，请求最终将到达顶层的启动类加载器；
3）如果父类加载器可以完成类加载任务，就成功返回，倘若父类加载器无法完成此加载任务，子加载器才会尝试自己去加载，这就是双亲委派模式。

posted @ 2024-02-19 10:36  primaryC  阅读(17)  评论(0)  编辑  收藏  举报