jvm系列之类加载

骑猪看日落 2022-05-28 07:00 201阅读 0赞

#    1、前言 #

ava语言的类型可以分为两大类：基本类型和引用类型。

基本类型  包括byte，short，int，long，float，double，boolean，char。

引用类型  包括类，接口，数组类和泛型参数。由于泛型参数会在编译过程中被擦除，因此Java虚拟机实际上只有前三种。在类，接口和数组类中，数组类是由Java虚拟机直接生成的，其它两种则有对应的字节流

# 2、ClassLoader类 #

java.lang.ClassLoader类就是类加载器，是一个抽象类。如果开发人员要编写自己的类加载器，就必须直接或间接地继承这个类，java虚拟机在类加载时机会调用defineClass方法加载字节码文件进入jvm内存中，并创建对应的Class对象。

# 3、类加载过程 #

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## 3.1、加载 ##

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1.加载，就是查找字节流，并且据此生成一个代表这个类的java.lang.Class对象的过程。注意这里字节流不一定非得要从一个Class文件获取，这里既可以从ZIP包中读取（比如从jar包和war包中读取），也可以在运行时计算生成（动态代理），也可以由其它文件生成（比如将JSP文件转换成对应的Class类）。加载的信息存储在JVM的方法区。

2.对于数组类来说，它并没有对应的字节流，而是由Java虚拟机直接生成的。对于其它的类来说，Java虚拟机则需要借助类加载器来完成查找字节流的过程。

3.类加载器有两种，一种是启动类加载器，其它的类加载器都是java.lang.ClassLoader的子类。启动类加载器是由C++实现的，没有对应的Java对象，因此在Java中只能用null代替。除了启动类加载器之外，另外两个重要的类加载器是扩展类加载器和应用类加载器，均由Java核心类库提供。 启动类加载器加载最为基础，最为重要的类，如JRE的lib目录下jar包中的类；扩展类加载器的父类是启动类加载器，它负责加载相对次要，但又通用的类，如JRE的lib/ext目录下jar包中的类；应用类加载器的父类加载器则是扩展类加载器，它负责加载应用程序路径下的类。

4.JVM通过双亲委派模型进行类的加载，当然我们也可以通过继承java.lang.ClassLoader实现自定义的类加载器。当一个类加载器收到类加载任务，会先交给其父类加载器去完成，因此最终加载任务都会传递到顶层的启动类加载器，只有当父类加载器无法完成加载任务时，才会尝试执行加载任务。

采用双亲委派的好处：

a）是比如加载位于rt.jar包中的类java.lang.Object，不管是哪个加载器加载这个类，最终都是委托给顶层的启动类加载器进行加载，这样就保证了使用不同的类加载器最终得到的都是同样一个Object对象

b）可以避免重复加载，父类已经加载了，子类就不需要再次加载

c）更加安全，很好的解决了各个类加载器的基础类的统一问题，如果不使用该种方式，那么用户可以随意定义类加载器来加载核心api，会带来相关隐患

### 3.1.1、验证双亲委派 ###

ClassLoader cla = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
            ClassLoader clb = cla.getParent();
            ClassLoader clc = cla.getParent().getParent();
            System.out.println(cla);
            System.out.println(clb);
            System.out.println(clc);

以上程序输出如下：

sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2  
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@1fb3ebeb  
null

### 3.1.2、自定义类加载器 ###

两种方式：

a）遵守双亲委派模型：继承ClassLoader，重写findClass()方法。

b）破坏双亲委派模型：继承ClassLoader,重写loadClass()方法

##    3.2、连接 ##

### 3.2.1、验证 ###

目的在于确保class文件的字节流中包含信息符合当前虚拟机要求，不会危害虚拟机自身安全。

### 3.2.2、准备 ###

为静态域分配空间。如static int i=5，只将i初始化为0，而5在初始化阶段才赋值。这里不包括用final修饰的static，如

final static int A=5,编译期常量不用初始化就可以被读取，而形如final static int A=new Random().nextInt()不是编译期常量，使用时会强制发生初始化。

### 3.2.3、解析 ###

主要将常量池中的符号引用替换为直接引用。符号引用就是用一组符号来描述目标，而直接引用就是指向目标的指针、相对偏移量或y一个间接定位到目标的句柄。

## 3.3、初始化 ##

初始化静态域。注意，类加载不会为实例变量分配空间和初始化。

# 4、class文件的显式加载与隐式加载 #

## 4.1、显式加载 ##

如Class.forName()、this.getClass().getClassLoader().loadClass()这种显式地去加载某个类，即为显式加载。

## 4.2、隐式加载 ##

如在加载某个类的class文件时，该类的class文件中引用了另外一个类的对象，此时这个类就会被隐式地加载到jvm内存当中。

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