类装载器
基本概念:
顾名思义,类加载器(class loader)用来把Java 类动态的加载到 Java 虚拟机中。也就是说当程序需要某个类时,类加载器就把这个类的二进行加入到虚拟机中。
类加载器的树状组织结构
Java 中的类加载器大致可以分成两类,一类是系统提供的,另外一类则是由 Java 应用开发人员编写的。系统提供的类加载器主要有下面三个:
- 引导类加载器(bootstrap class loader):它用来加载 Java 的核心库,是用原生代码来实现的,并不继承自
java.lang.ClassLoader
。 - 扩展类加载器(extensions class loader):它用来加载 Java 的扩展库。Java 虚拟机的实现会提供一个扩展库目录。该类加载器在此目录里面查找并加载 Java 类。
- 系统类加载器(system class loader):它根据 Java 应用的类路径(CLASSPATH)来加载 Java 类。一般来说,Java 应用的类都是由它来完成加载的。可以通过
ClassLoader.getSystemClassLoader()
来获取它。
其中,根装载器不是ClassLoader的子类,它使用C++编写,因此我们在Java中看不到它。开发人员可以通过继承 java.lang.ClassLoader
类的方式实现自己的类加载器,以满足一些特殊的需求。
代码查看树型结构:
public class ClassLoaderTest { public static void main(String[] args) { ClassLoader loader = Thread.currentThread().getContextClassLoader(); System.out.println("current loader:" + loader); System.out.println("parent loader:" + loader.getParent()); System.out.println("grandparent loader:" + loader.getParent().getParent()); } }
运行结果:
current loader:sun.misc.Launcher$AppClassLoader@73d16e93 parent loader:sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@15db9742 //根装载器在Java中访问不到,所以返回null grandparent loader:null
加载类的过程
类装载器就是寻找类的字节码文件并构造出类在JVM内部表示的对象组件。在java中,类装载器把一个类装入JVM中,要经过以下步骤:
1、装载:查找和导入Class文件;
2、链接:执行校验、准备和解析步骤,其中解析步骤是可以选择的:
a) 校验:检查载入Class文件数据的正确性;
b) 准备:给类的静态变量分配存储空间;
c) 解析:将符号引用转成直接引用;
3、初始化:对类的静态变量、静态代码块执行初始化工作。
JVM装载类时使用“全盘负责委托机制”。所谓全盘负责,即是当一个Classloader加载一个Class的时候,这个Class所依赖的和引用的所有 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;“委托机制”则是先让parent(父)类加载器 (而不是super,它与parent classloader类不是继承关系)寻找,只有在parent找不到的时候才从自己的类路径中去寻找。这一点是从安全角度考虑的,试想如果有人编写了一个恶意的基础类(如java.lang.String)并装载到JVM中将会引起多么可怕的后果。但是由于有了“全盘负责委托机制”,java.lang.String永远是由根装载器来装载的,这样就避免了上述事件的发生。此外类加载还采用了cache机制,也就是如果 cache中保存了这个Class就直接返回它,如果没有才从文件中读取和转换成Class,并存入cache,这就是为什么我们修改了Class但是必须重新启动JVM才能生效的原因。