java类加载机制
1. 类加载器初始化以及加载过程
类加载过程
- 加载：在硬盘上查找并通过IO读入字节码文件，使用到类时才会加载，例如调用调用类的 main()方法，new对象，在加载阶段会在内存中生成一个代表这个类的 java.lang.Class对象，作为这个类的各种数据的入口。
- 验证：校验字节码文件的正确性
- 准备：给类的静态变量分配内存，并赋予默认值
- 解析：将符号引用替换为直接引用，该阶段会把一些静态方法(符号引用，比如main()方法)替换为指向数据所存内存的指针或句柄等(直接引用)，这是所谓的静态链接过程(类加载期间完成)。动态链接是在程序运行期间完成的将符号引用替换为直接引用。
- 初始化：对类的静态变量初始化为指定的值，执行静态代码块
- 使用：
- 卸载：
类加载到方法去中后主要包含运行时常量池、类型信息、字段信息、方法信息、类加载器的引用、对应class类实例的引用
类加载器的使用：这个类到类加载器实例的引用
对应class实例的引用：类加载器在加载类信息放到方法区中后，会创建一个对应的Class 类型的对象实例放到堆(Heap)中, 作为开发人员访问方法区中类定义的入口和切入点。
注意:主类在运行过程中如果使用到其它类，会逐步加载这些类。jar包或war包里的类不是一次性全部加载的，是使用到时才加载。
2. 类加载器和双亲委派机制
java主要类加载器
- 引导类加载器：C++语言实现的，负责加载支撑JVM运行的位于JRE的lib目录下面的核心类库，比如rt.ja、charsets.jar等
- 扩展类加载器：负责加载支撑JVM运行的位于JRE的lib目录下的ext扩展目录中的JAR类包
- 应用程序类加载器：负责加载ClassPath路径下的类包，主要就是加载你自己写的那些类
- 自定义加载器：负责加载用户自定义路径下的类包
关注sun.misc.Launcher
public Launcher() {
ExtClassLoader var1;
try {
var1 = Launcher.ExtClassLoader.getExtClassLoader();
} catch (IOException var10) {
throw new InternalError("Could not create extension class loader", var10);
}
try {
this.loader = Launcher.AppClassLoader.getAppClassLoader(var1);
} catch (IOException var9) {
throw new InternalError("Could not create application class loader", var9);
}
Thread.currentThread().setContextClassLoader(this.loader);
String var2 = System.getProperty("java.security.manager");
if (var2 != null) {
SecurityManager var3 = null;
if (!"".equals(var2) && !"default".equals(var2)) {
try {
var3 = (SecurityManager)this.loader.loadClass(var2).newInstance();
} catch (IllegalAccessException var5) {
} catch (InstantiationException var6) {
} catch (ClassNotFoundException var7) {
} catch (ClassCastException var8) {
}
} else {
var3 = new SecurityManager();
}
if (var3 == null) {
throw new InternalError("Could not create SecurityManager: " + var2);
}
System.setSecurityManager(var3);
}
}
}
双亲委派机制
这里类加载其实就有一个双亲委派机制，加载某个类时会先委托父加载器寻找目标类，找不到再
委托上层父加载器加载，如果所有父加载器在自己的加载类路径下都找不到目标类，则在自己的
类加载路径中查找并载入目标类。
比如我们的Math类，最先会找应用程序类加载器加载，应用程序类加载器会先委托扩展类加载
器加载，扩展类加载器再委托引导类加载器，顶层引导类加载器在自己的类加载路径里找了半天
没找到Math类，则向下退回加载Math类的请求，扩展类加载器收到回复就自己加载，在自己的
类加载路径里找了半天也没找到Math类，又向下退回Math类的加载请求给应用程序类加载器，
应用程序类加载器于是在自己的类加载路径里找Math类，结果找到了就自己加载了。。
双亲委派机制说简单点就是，先找父亲加载，不行再由儿子自己加载
为什么设计双亲委派机制？
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沙箱安全机制：自己写的java.lang.String.class类不会被加载，这样便可以防止核心API库被随意篡改
-
避免类的重复加载：当父亲已经加载了该类时，就没有必要子ClassLoader再加载一次，保证被加载类的唯一性
全盘负责委托机制
“全盘负责”是指当一个ClassLoder装载一个类时，除非显示的使用另外一个ClassLoder，该类所依赖及引用的类也由这个ClassLoder载入。
自定义类加载器
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继承 java.lang.ClassLoader 类
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该类有两个核心方法，一个是loadClass(String, boolean)，实现了双亲委派机制，还有一个方法是findClass，默认实现是空
方法，所以我们自定义类加载器主要是重写findClass方法
static class MyClassLoader1 extends ClassLoader { private String classPath; public MyClassLoader1(String classPath) { this.classPath = classPath; } @Override protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException { try { byte[] data = loadByte(name); //defineClass将一个字节数组转为Class对象，这个字节数组是class文件读取后最终的字节 数组。 return defineClass(name, data, 0, data.length); } catch (Exception e) { throw new ClassNotFoundException(); } } private byte[] loadByte(String name) throws Exception { name = name.replaceAll("\\.", "/"); FileInputStream fis = new FileInputStream(classPath + "/" + name + ".class"); int len = fis.available(); byte[] data = new byte[len]; fis.read(data); fis.close(); return data; } }
打破双亲委派机制
- 继承 java.lang.ClassLoader 类
- 打破双亲委派机制直接重写loadClass
static class MyClassLoader extends ClassLoader {
private String classPath;
public MyClassLoader(String classPath) {
this.classPath = classPath;
}
@Override
public Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
try {
byte[] data = loadByte(name);
//defineClass将一个字节数组转为Class对象，这个字节数组是class文件读取后最终的字节 数组。
return defineClass(name, data, 0, data.length);
} catch (Exception e) {
throw new ClassNotFoundException();
}
}
private byte[] loadByte(String name) throws Exception {
name = name.replaceAll("\\.", "/");
FileInputStream fis = new FileInputStream(classPath + "/" + name + ".class");
int len = fis.available();
byte[] data = new byte[len];
fis.read(data);
fis.close();
return data;
}
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException {
synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
Class<?> c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
long t1 = System.nanoTime();
if(!name.startsWith("com.hsm")){
//非自定义的类还是走双亲委派加载
c = this.getParent().loadClass(name);
}else{
c = findClass(name);
}
sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
}
if (resolve) {
resolveClass(c);
}
return c;
}
}
}
