JAVA之了解类载入器Classloader

1、类的载入、连接和初始化  

类初始化通常包含载入、连接、初始化三个步骤。

 

（1）进程的结束

每当执行一个java程序时，将会启动一个java虚拟机进程，无论程序多么复杂。有多少线程。都在这个java虚拟机进程里。下面四种情况会使得该进程被终止——

• 程序执行到最后正常结束；
• 程序里遭遇了System.exit(),或者是Runtime.getRunTime().exit()代码。
• 程序执行中遇到了未捕获的异常或者错误；
• java所在平台强制结束了JVM进程；

 

当该进程结束，那么该进程在内存中的状态将会丢失。包含静态变量的值。

（2）类的载入

类的载入是指将类的class文件读入内存。并为之创建一个java.lang.class对象。

 

（3）类的连接

类的连接负责把类的二进制数据合并到JRE中，分为三个阶段——

• 验证：检验被载入的类是否有正确的内部结构；

• 准备：负责为类的静态Field分配内存，并设置默认初始值。
• 解析：将类的二进制数据中的符号应用替换成直接引用。

 

（4）类的初始化

类的初始化。主要就是对静态Field进行初始化。

 

2、类载入器

 

（1）类载入器简单介绍

类载入器负责载入全部的类。系统为全部载入内存里的类都会生成一个java.lang.class对象。

同一个类仅仅会被载入一次，在JVM中每个不同的类都会有一个不同的类载入器负责。

类载入器在不包含用户自己定义的载入器的情况下包含三层：

 

• Bootstrap Classloader根载入器；

• ExtensionClassloader扩展类载入器。

• System ClassLoader系统类载入器。

 

①根载入器，又称为引导或者原始载入器，负责载入java的核心类；

②扩展类载入器，负责载入JRE的扩展文件夹中JAR包的类。

③系统类载入器。又称为应用载入器。负责JVM启动时载入来自java命令的-classpath或者CLASSPATH环境变量所指定的JAR包和类路径。通常是程序执行的当前路径。所以其称为应用类载入器。

三个类载入器的顺序是：

      bootstrap classloader

               |

      extension classloader

               |

      system classloader

假设实用户自己定义的类载入器，那么在系统载入器后。将会执行用户类载入器。

 

（2）自己定义类载入器

假设我们须要在启动类载入时作一些特定需求的行为，那么就须要自己定义类载入器了。

自己定义ClassLoader须要继承ClassLoader抽象类，重写findClass方法，这种方法定义了ClassLoader查找class的方式。

主要能够扩展的方法有：

findClass         定义查找Class的方式

defineClass      将类文件字节码载入为jvm中的class

findResource   定义查找资源的方式

 

（3）类载入机制

JVM的类载入机制有下面三种：

• 全盘负责：

所谓全盘负责。即是当一个classloader载入一个Class的时候，这个Class所依赖的和引用的全部 Class也由这个classloader负责载入，除非是显式的使用另外一个classloader载入。

 

• 父类托付：

所谓父类托付。就是先让父类载入器先尝试载入该Class，当父类无法载入的时候。才是尝试从自己的类路径中去载入。

JVM的ClassLoader採用的是树形结构，除了BootstrapClassLoader以外。每个ClassLoader都会有一个parentClassLoader，即父类载入器，用户自己定义的ClassLoader默认的parendClassLoader是SystemClassLoader，当然你能够自己指定须要用哪一个ClassLoader的实例

 

• 缓存机制：

所谓缓存机制就是保证全部载入过的类都会被缓存。当程序中须要某个类时，会先从缓存区中搜查该类，当缓存区不存在该类对象时，系统才会读取该类的二进制文件。