深入理解Java虛擬機(jī):類加載過程

Java類加載

主要參考書籍《深入理解Java虛擬機(jī)》

一挡逼、概述

虛擬機(jī)的類加載機(jī)制:Java虛擬機(jī)把描述類的數(shù)據(jù)從Class文件加載到內(nèi)存,并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)腻豌、轉(zhuǎn)換解析和初始化家坎,最終形成可以被虛擬機(jī)直接使用的Java類型,這個(gè)過程被稱作虛擬機(jī)的類加載機(jī)制

與那些在編譯時(shí)需要進(jìn)行連接的語(yǔ)言不同

在Java語(yǔ)言里面吝梅,類型的加載虱疏、連接和初始化過程都是在程序運(yùn)行期間完成的

Java天生可以動(dòng)態(tài)擴(kuò)展的語(yǔ)言特性就是依賴運(yùn)行期動(dòng)態(tài)加載動(dòng)態(tài)連接這個(gè)特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的

二、類加載時(shí)機(jī)

類的生命周期(從被加載到虛擬機(jī)內(nèi)存開始苏携,到卸載出為止):

  1. 加載(Loading)
  2. 驗(yàn)證(Verification)
  3. 準(zhǔn)備(Preparation)
  4. 解析(Resolution)
  5. 初始化(Initialization)
  6. 使用(Using)
  7. 卸載(Unloading)

驗(yàn)證做瞪、準(zhǔn)備、解析三個(gè)部分統(tǒng)稱為連接(Linking)

加載右冻、驗(yàn)證装蓬、準(zhǔn)備、初始化和卸載這五個(gè)階段的順序是確定的纱扭,類型的加載過程必須按照這種順序按部就班地開始矛物,而解析階段則不一定:它在某些情況下可以在初始化階段之后再開始,這是為了支持Java語(yǔ)言的運(yùn)行時(shí)綁定特性(也稱為動(dòng)態(tài)綁定或晚期綁定)跪但。

主動(dòng)引用(必須初始化的場(chǎng)景)

  1. 遇到new、getstatic峦萎、putstatic或invokestatic這四條字節(jié)碼指令時(shí)屡久,如果類型沒有進(jìn)行過初始化,則需要先觸發(fā)其初始化階段
  2. 使用java.lang.reflect包的方法對(duì)類型進(jìn)行反射調(diào)用的時(shí)候爱榔,如果類型沒有進(jìn)行過初始化被环,則需要先觸發(fā)其初始化
  3. 當(dāng)初始化類的時(shí)候,如果發(fā)現(xiàn)其父類還沒有進(jìn)行過初始化详幽,則需要先觸發(fā)其父類的初始化
  4. 當(dāng)虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)筛欢,用戶需要指定一個(gè)要執(zhí)行的主類(包含main()方法的那個(gè)類)浸锨,虛擬機(jī)會(huì)先初始化這個(gè)主類
  5. 當(dāng)使用JDK 7新加入的動(dòng)態(tài)語(yǔ)言支持時(shí),如果一個(gè)java.lang.invoke.MethodHandle實(shí)例最后的解析結(jié)果為REF_getStatic版姑、REF_putStatic柱搜、REF_invokeStatic、REF_newInvokeSpecial四種類型的方法句柄剥险,并且這個(gè)方法句柄對(duì)應(yīng)的類沒有進(jìn)行過初始化聪蘸,則需要先觸發(fā)其初始化。
  6. 當(dāng)一個(gè)接口中定義了JDK 8新加入的默認(rèn)方法(被default關(guān)鍵字修飾的接口方法)時(shí)表制,如果有這個(gè)接口的實(shí)現(xiàn)類發(fā)生了初始化健爬,那該接口要在其之前被初始化。

被動(dòng)引用

  1. 通過子類引用父類的靜態(tài)字段么介,不會(huì)導(dǎo)致子類初始化
    • 對(duì)于靜態(tài)字段娜遵,只有直接定義這個(gè)字段的類才會(huì)被初始化,因此通過其子類來(lái)引用父類中定義的靜態(tài)字段壤短,只會(huì)觸發(fā)父類的初始化而不會(huì)觸發(fā)子類的初始化设拟。
  2. 通過數(shù)組定義來(lái)引用類,不會(huì)觸發(fā)此類的初始化
  3. 常量在編譯階段會(huì)存入調(diào)用類的常量池中鸽扁,本質(zhì)上沒有直接引用到定義常量的類蒜绽,因此不會(huì)觸發(fā)定義常量的類的初始化

三、類加載的過程

加載桶现、驗(yàn)證躲雅、準(zhǔn)備、解析和初始化5個(gè)步驟

1. 加載

1)通過一個(gè)類的全限定名來(lái)獲取定義此類的二進(jìn)制字節(jié)流骡和。 (它并沒有指明二進(jìn)制字節(jié)流必須得從某個(gè) Class文件中獲取相赁,確切地說(shuō)是根本沒有指明要從哪里獲取、如何獲任坑凇)

2)將這個(gè)字節(jié)流所代表的靜態(tài)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為方法區(qū)運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)钮科。

3)在內(nèi)存(堆)中生成一個(gè)代表這個(gè)類的java.lang.Class對(duì)象,作為方法區(qū)這個(gè)類的各種數(shù)據(jù)的訪問入口婆赠。

數(shù)組類型和非數(shù)組類型有區(qū)別绵脯。

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對(duì)于數(shù)組類而言,情況就有所不同休里,數(shù)組類本身不通過類加載器創(chuàng)建蛆挫,它是由Java虛擬機(jī)直接在內(nèi)存中動(dòng)態(tài)構(gòu)造出來(lái)的。但數(shù)組類與類加載器仍然有很密切的關(guān)系妙黍,因?yàn)閿?shù)組類的元素類型(ElementType悴侵,指的是數(shù)組去掉所有維度的類型)最終還是要靠類加載器來(lái)完成加載,一個(gè)數(shù)組類(下面簡(jiǎn)稱為C)創(chuàng)建過程遵循以下規(guī)則:(略)P365

加載階段結(jié)束后拭嫁,Java虛擬機(jī)外部的二進(jìn)制字節(jié)流就按照虛擬機(jī)所設(shè)定的格式存儲(chǔ)在方法區(qū)之中了可免,方法區(qū)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式完全由虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)自行定義抓于,《Java虛擬機(jī)規(guī)范》未規(guī)定此區(qū)域的具體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。類型數(shù)據(jù)妥善安置在方法區(qū)之后浇借,會(huì)在Java堆內(nèi)存中實(shí)例化一個(gè)java.lang.Class類的對(duì)象捉撮,這個(gè)對(duì)象將作為程序訪問方法區(qū)中的類型數(shù)據(jù)的外部接口

  1. 類 和 數(shù)組加載過程的區(qū)別逮刨?

數(shù)組也有類型呕缭,稱為“數(shù)組類型”。如:

String[] str = new String[10];

這個(gè)數(shù)組的數(shù)組類型是Ljava.lang.String修己,而String只是這個(gè)數(shù)組中元素的類型恢总。

當(dāng)程序在運(yùn)行過程中遇到new關(guān)鍵字創(chuàng)建一個(gè)數(shù)組時(shí),由JVM直接創(chuàng)建數(shù)組類睬愤,再由類加載器創(chuàng)建數(shù)組中的元素類片仿。

而普通類的加載由類加載器完成。既可以使用系統(tǒng)提供的引導(dǎo)類加載器尤辱,也可以使用用戶自定義的類加載器砂豌。

2. 驗(yàn)證

  • 驗(yàn)證是連接階段的第一步

  • 目的:確保Class文件的字節(jié)流中包含的信息符合《Java虛擬機(jī)規(guī)范》的全部約束要求,保證這些信息被當(dāng)作代碼運(yùn)行后不會(huì)危害虛擬機(jī)自身的安全光督。

    • 原因Class文件并不一定只能由Java源碼編譯而來(lái)阳距,它可以使用包括靠鍵盤0和1直接在二進(jìn)制編輯器中敲出Class文件在內(nèi)的任何途徑產(chǎn)生。上述Java代碼無(wú)法做到的事情在字節(jié)碼層面上都是可以實(shí)現(xiàn)的结借,至少語(yǔ)義上是可以表達(dá)出來(lái)的纷妆。Java虛擬機(jī)如果不檢查輸入的字節(jié)流糕再,對(duì)其完全信任的話,很可能會(huì)因?yàn)檩d入了有錯(cuò)誤或有惡意企圖的字節(jié)碼流而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)受攻擊甚至崩潰,所以驗(yàn)證字節(jié)碼是Java虛擬機(jī)保護(hù)自身的一項(xiàng)必要措施缨恒。

四個(gè)階段:

  • 文件格式驗(yàn)證: 要驗(yàn)證字節(jié)流是否符合Class文件格式的規(guī)范悦施,并且能被當(dāng)前版本的虛擬機(jī)處理
    • 主要目的是保證輸入的字節(jié)流能正確地解析并存儲(chǔ)于方法區(qū)之內(nèi)鼎姐,格式上符合描述一個(gè)Java類型信息的要求掸掏。這階段的驗(yàn)證是基于二進(jìn)制字節(jié)流進(jìn)行的,只有通過了這個(gè)階段的驗(yàn)證之后薪韩,這段字節(jié)流才被允許進(jìn)入Java虛擬機(jī)內(nèi)存的方法區(qū)中進(jìn)行存儲(chǔ)确沸,所以后面的三個(gè)驗(yàn)證階段全部是基于方法區(qū)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)上進(jìn)行的,不會(huì)再直接讀取俘陷、操作字節(jié)流了
  • 元數(shù)據(jù)驗(yàn)證對(duì)字節(jié)碼描述的信息進(jìn)行語(yǔ)義分析罗捎,以保證其描述的信息符合《Java語(yǔ)言規(guī)范》的要求
    • 主要目的是對(duì)類的元數(shù)據(jù)信息進(jìn)行語(yǔ)義校驗(yàn),保證不存在與《Java語(yǔ)言規(guī)范》定義相悖的元數(shù)據(jù)信息
    • 對(duì)元數(shù)據(jù)信息中的數(shù)據(jù)類型校驗(yàn)
  • 字節(jié)碼驗(yàn)證
    • 最復(fù)雜
    • 主要目的是通過數(shù)據(jù)流分析和控制流分析岭洲,確定程序語(yǔ)義是合法的、符合邏輯的
    • 對(duì)類的方法體(Class文件中的Code屬性)進(jìn)行校驗(yàn)分析坎匿,保證被校驗(yàn)類的方法在運(yùn)行時(shí)不會(huì)做出危害虛擬機(jī)安全的行為
  • 符號(hào)引用驗(yàn)證
    • 最后一個(gè)階段的校驗(yàn)行為發(fā)生在虛擬機(jī)將符號(hào)引用轉(zhuǎn)化為直接引用的時(shí)候
    • 這個(gè)轉(zhuǎn)化動(dòng)作將在連接的第三階段——解析階段中發(fā)生
    • 是對(duì)類自身以外(常量池中的各種符號(hào)引用)的各類信息進(jìn)行匹配性校驗(yàn)
    • 主要目的是確保解析行為能正常執(zhí)行盾剩,如果無(wú)法通過符號(hào)引用驗(yàn)證雷激,Java虛擬機(jī)將會(huì)拋出一個(gè)java.lang.IncompatibleClassChangeError的子類異常

驗(yàn)證階段對(duì)于虛擬機(jī)的類加載機(jī)制來(lái)說(shuō),是一個(gè)非常重要的告私、但卻不是必須要執(zhí)行的階段屎暇,因?yàn)轵?yàn)證階段只有通過或者不通過的差別,只要通過了驗(yàn)證驻粟,其后就對(duì)程序運(yùn)行期沒有任何影響了根悼。如果程序運(yùn)行的全部代碼(包括自己編寫的、第三方包中的蜀撑、從外部加載的挤巡、動(dòng)態(tài)生成的等所有代碼)都已經(jīng)被反復(fù)使用和驗(yàn)證過,在生產(chǎn)環(huán)境的實(shí)施階段就可以考慮使用-Xverify:none參數(shù)來(lái)關(guān)閉大部分的類驗(yàn)證措施酷麦,以縮短虛擬機(jī)類加載的時(shí)間矿卑。

3. 準(zhǔn)備

準(zhǔn)備階段:正式為類中定義的靜態(tài)變量(即靜態(tài)變量,被static修飾的變量)分配內(nèi)存并設(shè)置類變量初始值的階段沃饶。

  1. 為已經(jīng)在方法區(qū)中的類中的靜態(tài)成員變量分配內(nèi)存
    • 類的靜態(tài)成員變量也存儲(chǔ)在方法區(qū)中母廷。
  2. 為靜態(tài)成員變量設(shè)置初始值
    • 初始值為0、false糊肤、null等琴昆。
    • 如果是常量(static final),則直接賦值

(這里所說(shuō)的初始值“通常情況”下是數(shù)據(jù)類型的零值馆揉。如果類字段的字段屬性表中存在ConstantValue屬性业舍,那在準(zhǔn)備階段變量值就會(huì)被初始化為ConstantValue屬性所指定的初始值)

概念上講,這些變量所使用的內(nèi)存都應(yīng)當(dāng)在方法區(qū)中進(jìn)行分配把介,在JDK 7及之前勤讽,HotSpot使用永久代來(lái)實(shí)現(xiàn)方法區(qū)時(shí),實(shí)現(xiàn)是完全符合這種邏輯概念的拗踢;

在JDK 8及之后脚牍,類變量則會(huì)隨著Class對(duì)象一起存放在Java堆

  • 準(zhǔn)備階段,進(jìn)行內(nèi)存分配的僅包括類變量巢墅,而不包括實(shí)例變量诸狭,實(shí)例變量將會(huì)在對(duì)象實(shí)例化時(shí)隨著對(duì)象一起分配在Java堆中
public static int value = 123;

那變量value在準(zhǔn)備階段過后的初始值為0而不是123,因?yàn)檫@時(shí)尚未開始執(zhí)行任何Java方法君纫,而把 value賦值為123的putstatic指令是程序被編譯后驯遇,存放于類構(gòu)造器<clinit>()方法之中,所以把value賦值 為123的動(dòng)作要到類的初始化階段才會(huì)被執(zhí)行

public static final int value = 123;

編譯時(shí)Javac將會(huì)為value生成ConstantValue屬性蓄髓,在準(zhǔn)備階段虛擬機(jī)就會(huì)根據(jù)Con-stantValue的設(shè)置將value賦值為123叉庐。

4. 解析

解析階段:是Java虛擬機(jī)將常量池內(nèi)的符號(hào)引用替換為直接引用的過程

  • 符號(hào)引用(Symbolic References):符號(hào)引用以一組符號(hào)來(lái)描述所引用的目標(biāo),符號(hào)可以是任何形式的字面量会喝,只要使用時(shí)能無(wú)歧義地定位到目標(biāo)即可陡叠。符號(hào)引用與虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)的內(nèi)存布局無(wú)關(guān)玩郊,引用的目標(biāo)并不一定是已經(jīng)加載到虛擬機(jī)內(nèi)存當(dāng)中的內(nèi)容。各種虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)的內(nèi)存布局可以各不相同枉阵,但是它們能接受的符號(hào)引用必須都是一致的译红,因?yàn)榉?hào)引用的字面量形式明確定義在《Java虛擬機(jī)規(guī)范》的Class文件格式中。

  • 直接引用(Direct References):直接引用是可以直接指向目標(biāo)的指針兴溜、相對(duì)偏移量或者是一個(gè)能間接定位到目標(biāo)的句柄侦厚。直接引用是和虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)的內(nèi)存布局直接相關(guān)的,同一個(gè)符號(hào)引用在不同虛擬機(jī)實(shí)例上翻譯出來(lái)的直接引用一般不會(huì)相同拙徽。如果有了直接引用刨沦,那引用的目標(biāo)必定已經(jīng)在虛擬機(jī)的內(nèi)存中存在

《Java虛擬機(jī)規(guī)范》之中并未規(guī)定解析階段發(fā)生的具體時(shí)間斋攀,只要求了在執(zhí)行ane-warray已卷、checkcast、getfield淳蔼、getstatic侧蘸、instanceof、invokedynamic鹉梨、invokeinterface讳癌、invoke-special、 invokestatic存皂、invokevirtual晌坤、ldc、ldc_w旦袋、ldc2_w骤菠、multianewarray、new疤孕、putfield和putstatic這17個(gè)用于操作符號(hào)引用的字節(jié)碼指令之前商乎,先對(duì)它們所使用的符號(hào)引用進(jìn)行解析

解析動(dòng)作主要針對(duì)接口祭阀、字段鹉戚、類方法、接口方法专控、方法類型抹凳、方法句柄調(diào)用點(diǎn)限定符這7類符號(hào)引用進(jìn)行

(1)類或接口的解析

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(2)字段解析

前提:解析字段所屬的類或者接口的符號(hào)引用。

要解析一個(gè)未被解析過的字段符號(hào)引用伦腐,首先將會(huì)對(duì)字段表內(nèi)class_index項(xiàng)中索引的CONSTANT_Class_info符號(hào)引用進(jìn)行解析赢底,也就是字段所屬的類或接口的符號(hào)引用。如果在解析這個(gè)類或接口符號(hào)引用的過程中出現(xiàn)了任何異常,都會(huì)導(dǎo)致字段符號(hào)引用解析的失敗幸冻。

java.lang.NoSuchFieldError異常

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(3)方法解析

前提:解析方法所屬的類或者接口的符號(hào)引用嗅剖。是需要先解析出方法表的class_index項(xiàng)中索引的方法所屬的類或接口的符號(hào)引用

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java.lang.NoSuchMethodError

(4)接口方法解析

前提:解析接口方法所屬的類或者接口的符號(hào)引用。是需要先解析出接口方法表的class_index項(xiàng)中索引的方法所屬的類或接口的符號(hào)引用

在JDK 9之前嘁扼,Java接口中的所有方法都默認(rèn)是public的,也沒有模塊化的訪問約束黔攒,所以不存在訪問權(quán)限的問題趁啸,接口方法的符號(hào)解析就不可能拋出java.lang.IllegalAccessError異常。但在JDK 9中增加了接口的靜態(tài)私有方法督惰,也有了模塊化的訪問約束不傅,所以從JDK 9起,接口方法的訪問也完全有可能因訪問權(quán)限控制而出現(xiàn)java.lang.IllegalAccessError異常赏胚。

5. 初始化

在編譯生成class文件時(shí)访娶,會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生兩個(gè)方法,一個(gè)是類的初始化方法clinit(), 另一個(gè)是實(shí)例的初始化方法init()

clinit():在jvm第一次加載class文件時(shí)調(diào)用觉阅,包括靜態(tài)變量初始化語(yǔ)句和靜態(tài)塊的執(zhí)行

init():在實(shí)例創(chuàng)建出來(lái)的時(shí)候調(diào)用崖疤,包括調(diào)用new操作符;調(diào)用Class或java.lang.reflect.Constructor對(duì)象的newInstance()方法典勇;調(diào)用任何現(xiàn)有對(duì)象的clone()方法劫哼;通過java.io.ObjectInputStream類的getObject()方法反序列化。

類的初始化階段是類加載過程的最后一個(gè)步驟割笙,除了在加載階段用戶應(yīng)用程序可以通過自定義類加載器的方式局部參與外权烧,其余動(dòng)作都完全由Java虛擬機(jī)來(lái)主導(dǎo)控制。直到初始化階段伤溉,Java虛擬機(jī)才真正開始執(zhí)行類中編寫的Java程序代碼般码,將主導(dǎo)權(quán)移交給應(yīng)用程序

進(jìn)行準(zhǔn)備階段時(shí)乱顾,變量已經(jīng)賦過一次系統(tǒng)要求的初始零值板祝,而在初始化階段,則會(huì)根據(jù)程序員通過程序編碼制定的主觀計(jì)劃去初始化類變量和其他資源糯耍。

初始化階段就是執(zhí)行類構(gòu)造器clinit()方法的過程扔字。clinit()并不是程序員在Java代碼中直接編寫的方法,它是Javac編譯器的自動(dòng)生成物温技。

clinit()方法是由編譯器自動(dòng)收集中的所有類變量的賦值動(dòng)作靜態(tài)語(yǔ)句塊(static{}塊)中的語(yǔ)句合并產(chǎn)生的革为,編譯器收集的順序是由語(yǔ)句在源文件中出現(xiàn)的順序決定的,靜態(tài)語(yǔ)句塊中只能訪問到定義在靜態(tài)語(yǔ)句塊之前的變量舵鳞,定義在它之后的變量震檩,在前面的靜態(tài)語(yǔ)句塊可以賦值,但是不能訪問

初始化階段就是執(zhí)行類構(gòu)造器clinit()的過程。
clinit()方法由編譯器自動(dòng)產(chǎn)生抛虏,收集類中static{}代碼塊中的類變量賦值語(yǔ)句和類中靜態(tài)成員變量的賦值語(yǔ)句博其。在準(zhǔn)備階段,類中靜態(tài)成員變量已經(jīng)完成了默認(rèn)初始化迂猴,而在初始化階段慕淡,clinit()方法對(duì)靜態(tài)成員變量進(jìn)行顯示初始化。沸毁?峰髓?(顯式初始化)

public class Test { 
    static { 
        i = 0; // 給變量復(fù)制可以正常編譯通過           
        System.out.print(i); // 這句編譯器會(huì)提示“非法向前引用”  
    }
   static int i = 1;
}
  • <clinit>()方法與類的構(gòu)造函數(shù)(即在虛擬機(jī)視角中的實(shí)例構(gòu)造器<init>()方法)不同,它不需要顯式地調(diào)用父類構(gòu)造器息尺,Java虛擬機(jī)會(huì)保證在子類的<clinit>()方法執(zhí)行前携兵,父類的<clinit>()方法已經(jīng)執(zhí)行 完畢。因此在Java虛擬機(jī)中第一個(gè)被執(zhí)行的<clinit>()方法的類型肯定是java.lang.Object搂誉。

  • 由于父類的<clinit>()方法先執(zhí)行徐紧,也就意味著父類中定義的靜態(tài)語(yǔ)句塊要優(yōu)先于子類的變量賦值操作

  • <clinit>()方法對(duì)于類或接口來(lái)說(shuō)并不是必需的,如果一個(gè)類中沒有靜態(tài)語(yǔ)句塊炭懊,也沒有對(duì)變量的賦值操作并级,那么編譯器可以不為這個(gè)類生成<clinit>()方法。

  • 接口中不能使用靜態(tài)語(yǔ)句塊侮腹,但仍然有變量初始化的賦值操作死遭,因此接口與類一樣都會(huì)生成 <clinit>()方法。但接口與類不同的是凯旋,執(zhí)行接口的<clinit>()方法不需要先執(zhí)行父接口的<clinit>()方法呀潭,因?yàn)橹挥挟?dāng)父接口中定義的變量被使用時(shí),父接口才會(huì)被初始化至非。此外钠署,接口的實(shí)現(xiàn)類在初始化時(shí)也一樣不會(huì)執(zhí)行接口的<clinit>()方法。

  • Java虛擬機(jī)必須保證一個(gè)類的<clinit>()方法在多線程環(huán)境中被正確地加鎖同步

同一個(gè)類加載器下荒椭,一個(gè)類型只會(huì)被初始化一次

四谐鼎、類加載器

類加載階段:通過一個(gè)類的全限定名來(lái)獲取描述該類的二進(jìn)制字節(jié) 流。

把這個(gè)動(dòng)作放到Java虛擬機(jī)外部去實(shí)現(xiàn)趣惠,以便讓應(yīng)用程序自己決定如何去獲取所需的類狸棍。實(shí)現(xiàn)這個(gè)動(dòng)作的代碼被稱為“類加載器”(Class Loader)。

1. 類與類加載器

對(duì)于任意一個(gè)類味悄,都必須由加載它的類加載器和這個(gè)類本身一起共同確立其在Java虛擬機(jī)中的唯一性草戈,每一個(gè)類加載器,都擁有一個(gè)獨(dú)立的類名稱空間侍瑟。

這句話可以表達(dá)得更通俗一些:比較兩個(gè)類是否“相等”唐片,只有在這兩個(gè)類是由同一個(gè)類加載器加載的前提下才有意義丙猬,否則,即使這兩個(gè)類來(lái)源于同一個(gè) Class文件费韭,被同一個(gè)Java虛擬機(jī)加載茧球,只要加載它們的類加載器不同,那這兩個(gè)類就必定不相等星持。

2. 雙親委派模型

  • 啟動(dòng)類加載器(Bootstrap Class Loader)
    • 器負(fù)責(zé)加載存放在 <JAVA_HOME>\lib目錄抢埋,或者被-Xbootclasspath參數(shù)所指定的路徑中存放的,而且是Java虛擬機(jī)能夠識(shí)別的(按照文件名識(shí)別督暂,如rt.jar羹令、tools.jar,名字不符合的類庫(kù)即使放在lib目錄中也不會(huì)被加載)類庫(kù)加載到虛擬機(jī)的內(nèi)存中损痰。
    • 啟動(dòng)類加載器無(wú)法被Java程序直接引用
  • 擴(kuò)展類加載器(Extension Class Loader)
    • 負(fù)責(zé)加載<JAVA_HOME>\lib\ext目錄中,或者被java.ext.dirs系統(tǒng)變量所指定的路徑中所有的類庫(kù)酒来。
    • 擴(kuò)展類加載器是由Java代碼實(shí)現(xiàn)的卢未,開發(fā)者可以直接在程序中使用擴(kuò)展類加載器來(lái)加載Class文件
  • 應(yīng)用程序類加載器(Application Class Loader):
    • 負(fù)責(zé)加載用戶類路徑(ClassPath)上所有的類庫(kù)
    • 開發(fā)者可以直接在代碼中使用這個(gè)類加載器
    • 如果應(yīng)用程序中沒有自定義過自己的類加載器,一般情況下這個(gè)就是程序中默認(rèn)的類加載器堰汉。

各種類加載器之間的層次關(guān)系被稱為類加載器的“雙親委派模型(Parents Delegation Model)”辽社。雙親委派模型要求除了頂層的啟動(dòng)類加載器外,其余的類加載器都應(yīng)有自己的父類加載器翘鸭。不過這里類加載器之間的父子關(guān)系一般不是以繼承(Inheritance)的關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)的滴铅,而是通常使用 組合(Composition)關(guān)系來(lái)復(fù)用父加載器的代碼

雙親委派模型的工作過程是:如果一個(gè)類加載器收到了類加載的請(qǐng)求就乓,它首先不會(huì)自己去嘗試加載這個(gè)類汉匙,而是把這個(gè)請(qǐng)求委派給父類加載器去完成,每一個(gè)層次的類加載器都是如此生蚁,因此所有的加載請(qǐng)求最終都應(yīng)該傳送到最頂層的啟動(dòng)類加載器中噩翠,只有當(dāng)父加載器反饋?zhàn)约簾o(wú)法完成這個(gè)加載請(qǐng)求(它的搜索范圍中沒有找到所需的類)時(shí),子加載器才會(huì)嘗試自己去完成加載

好處

  • Java中的類隨著它的類加載器一起具備了一種帶有優(yōu)先級(jí)的層次關(guān)系
  • 保證Java程序的穩(wěn)定運(yùn)作

雙親委派模型的實(shí)現(xiàn):

java.lang.ClassLoader的loadClass()方法之中

先檢查請(qǐng)求加載的類型是否已經(jīng)被加載過邦投,若沒有則調(diào)用父加載器的 loadClass()方法伤锚,若父加載器為空則默認(rèn)使用啟動(dòng)類加載器作為父加載器。假如父類加載器加載失敗志衣,拋出ClassNotFoundException異常的話屯援,才調(diào)用自己的findClass()方法嘗試進(jìn)行加載。

3. 破壞雙親委派模型

雙親委派模型并不是一個(gè)具有強(qiáng)制性約束的模型念脯,而是Java設(shè)計(jì)者推薦給開發(fā)者們的類加載器實(shí)現(xiàn)方式狞洋。

雙親委派模型的優(yōu)點(diǎn)我總結(jié)得不太好,建議大家多看看其它優(yōu)秀的博客

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