JVM類加載機(jī)制詳解

一、先看看編寫出的代碼的執(zhí)行過程：

二、研究類加載機(jī)制的意義

從上圖可以看出，類加載是Java程序運(yùn)行的第一步，研究類的加載有助于了解JVM執(zhí)行過程，并指導(dǎo)開發(fā)者采取更有效的措施配合程序執(zhí)行。

研究類加載機(jī)制的第二個(gè)目的是讓程序能動(dòng)態(tài)的控制類加載，比如熱部署等，提高程序的靈活性和適應(yīng)性。

三、類加載的一般過程

原理：雙親委托模式

1、尋找jre目錄，尋找jvm.dll，并初始化JVM；

2、產(chǎn)生一個(gè)Bootstrap Loader（啟動(dòng)類加載器）；

3、Bootstrap Loader自動(dòng)加載Extended Loader（標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展類加載器），并將其父Loader設(shè)為Bootstrap Loader。

4、Bootstrap Loader自動(dòng)加載AppClass Loader（系統(tǒng)類加載器），并將其父Loader設(shè)為Extended Loader。

5、最后由AppClass Loader加載HelloWorld類。

四、類加載器的特點(diǎn)

1、運(yùn)行一個(gè)程序時(shí)，總是由AppClass Loader（系統(tǒng)類加載器）開始加載指定的類。

2、在加載類時(shí)，每個(gè)類加載器會(huì)將加載任務(wù)上交給其父，如果其父找不到，再由自己去加載。

3、Bootstrap Loader（啟動(dòng)類加載器）是最頂級(jí)的類加載器了，其父加載器為null.

五、類加載器的獲取

很容易，看下面例子

public class HelloWorld { 
   public static void main(String[] args) { 
     HelloWorld hello = new HelloWorld(); 
     Class c = hello.getClass(); 
     ClassLoader loader = c.getClassLoader(); 
     System.out.println(loader); 
     System.out.println(loader.getParent()); 
     System.out.println(loader.getParent().getParent()); 
   } 
}

打印結(jié)果：

sun.misc.Launcher$AppClassLoader@19821f 
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@addbf1 
null 

從上面的結(jié)果可以看出，并沒有獲取到ExtClassLoader的父Loader，原因是Bootstrap Loader（啟動(dòng)類加載器）是用C語言實(shí)現(xiàn)的，找不到一個(gè)確定的返回父Loader的方式，于是就返回null。 

六、類的加載

類加載有三種方式：

1、命令行啟動(dòng)應(yīng)用時(shí)候由JVM初始化加載

2、通過Class.forName()方法動(dòng)態(tài)加載

3、通過ClassLoader.loadClass()方法動(dòng)態(tài)加載

三種方式區(qū)別比較大，看個(gè)例子就明白了：

package zhongqiu.common.base;
public class ClassLoadDemo {
 static {
 System.out.println("ClassLoadDemo靜態(tài)初始化塊執(zhí)行了！");
 }
 public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
 ClassLoader loader2 = ClassLoadDemo.class.getClassLoader();
 System.out.println(loader2);
 // 使用ClassLoader.loadClass()來加載類，不會(huì)執(zhí)行初始化塊
 // loader2.loadClass("zhongqiu.test.Test");
 // 使用Class.forName()來加載類，默認(rèn)會(huì)執(zhí)行初始化塊
 // Class.forName("zhongqiu.test.Test");
 // 使用Class.forName()來加載類，并指定ClassLoader，初始化時(shí)不執(zhí)行靜態(tài)塊
 Class.forName("zhongqiu.test.Test", false, loader2);
 }
}

七、自定義ClassLoader

package zhongqiu.common.base.classload; 
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
import java.net.URLClassLoader;
public class MyClassLoader {
 @SuppressWarnings("resource")
 public static void main(String[] args)
  throws MalformedURLException, ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException {
 URL url = new URL("file:/D:/javaworkspace/JavaCommon/src/");
 ClassLoader myloader = new URLClassLoader(new URL[] { url });
 Class c = myloader.loadClass("zhongqiu.common.base.classload.Test");
 Test t3 = (Test) c.newInstance();
 }
}

在Java.lang包里有個(gè)ClassLoader類，ClassLoader 的基本目標(biāo)是對(duì)類的請(qǐng)求提供服務(wù)，按需動(dòng)態(tài)裝載類和資源，只有當(dāng)一個(gè)類要使用(使用new 關(guān)鍵字來實(shí)例化一個(gè)類)的時(shí)候，類加載器才會(huì)加載這個(gè)類并初始化。一個(gè)Java應(yīng)用程序可以使用不同類型的類加載器。例如Web Application Server中，Servlet的加載使用開發(fā)商自定義的類加載器， java.lang.String在使用JVM系統(tǒng)加載器,Bootstrap Class Loader，開發(fā)商定義的其他類則由AppClassLoader加載。在JVM里由類名和類加載器區(qū)別不同的Java類型。因此，JVM允許我們使用不同的加載器加載相同namespace的java類，而實(shí)際上這些相同namespace的java類可以是完全不同的類。這種機(jī)制可以保證JDK自帶的java.lang.String是唯一的。

八、為什么要使用這種雙親委托模式呢？

因?yàn)檫@樣可以避免重復(fù)加載，當(dāng)父親已經(jīng)加載了該類的時(shí)候，就沒有必要子ClassLoader再加載一次。

考慮到安全因素，我們?cè)囅胍幌拢绻皇褂眠@種委托模式，那我們就可以隨時(shí)使用自定義的String來動(dòng)態(tài)替代java核心api中定義類型，這樣會(huì)存在非常大的安全隱患，而雙親委托的方式，就可以避免這種情況，因?yàn)镾tring已經(jīng)在啟動(dòng)時(shí)被加載，所以用戶自定義類是無法加載一個(gè)自定義的ClassLoader。

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