Java类加载机制

 

Java类加载机制

 
类加载是Java程序运行的第一步,研究类的加载有助于了解JVM执行过程,并指导开发者采取更有效的措施配合程序执行。
研究类加载机制的第二个目的是让程序能动态的控制类加载,比如热部署等,提高程序的灵活性和适应性。
一、简单过程
Java程序运行的场所是内存,当在命令行下执行:
java HelloWorld
命令的时候,JVM会将HelloWorld.class加载到内存中,并形成一个Class的对象HelloWorld.class。
其中的过程就是类加载过程:
1、寻找jre目录,寻找jvm.dll,并初始化JVM;
2、产生一个Bootstrap Loader(启动类加载器);
3、Bootstrap Loader自动加载Extended Loader(标准扩展类加载器),并将其父Loader设为Bootstrap Loader。
4、Bootstrap Loader自动加载AppClass Loader(系统类加载器),并将其父Loader设为Extended Loader。
5、最后由AppClass Loader加载HelloWorld类。
以上就是类加载的最一般的过程。
二、类加载器各自搜索的目录

为了弄清楚这个问题,首先还要看看System类的API doc文档。

1、Bootstrap Loader(启动类加载器):加载System.getProperty("sun.boot.class.path")所指定的路径或jar。
2、Extended Loader(标准扩展类加载器ExtClassLoader):加载System.getProperty("java.ext.dirs")所指定的路径或jar。在使用Java运行程序时,也可以指定其搜索路径,例如:java -Djava.ext.dirs=d:/projects/testproj/classes HelloWorld
3、AppClass Loader(系统类加载器AppClassLoader):加载System.getProperty("java.class.path")所指定的路径或jar。在使用Java运行程序时,也可以加上-cp来覆盖原有的Classpath设置,例如: java -cp ./lavasoft/classes HelloWorld
ExtClassLoader和AppClassLoader在JVM启动后,会在JVM中保存一份,并且在程序运行中无法改变其搜索路径。如果想在运行时从其他搜索路径加载类,就要产生新的类加载器。
三、类加载器的特点
1、运行一个程序时,总是由AppClass Loader(系统类加载器)开始加载指定的类。
2、在加载类时,每个类加载器会将加载任务上交给其父,如果其父找不到,再由自己去加载。
3、Bootstrap Loader(启动类加载器)是最顶级的类加载器了,其父加载器为null.
四、类加载器的获取
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()); 
         } 
}
打印结果:
sun.misc.Launcher$AppClassLoader@19821f 
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@addbf1 
null 

Process finished with exit code 0
从上面的结果可以看出,并没有获取到ExtClassLoader的父Loader,原因是Bootstrap Loader(启动类加载器)是用C语言实现的,找不到一个确定的返回父Loader的方式,于是就返回null。
五、类的加载
类加载有三种方式:
1、命令行启动应用时候由JVM初始化加载
2、通过Class.forName()方法动态加载
3、通过ClassLoader.loadClass()方法动态加载
三种方式区别比较大,看个例子就明白了:
public class HelloWorld { 
        public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException { 
                 ClassLoader loader = HelloWorld.class.getClassLoader(); 
                 System.out.println(loader); 
                //使用ClassLoader.loadClass()来加载类,不会执行初始化块 
                 loader.loadClass("Test2"); 
                //使用Class.forName()来加载类,默认会执行初始化块 
//                 Class.forName("Test2"); 
                //使用Class.forName()来加载类,并指定ClassLoader,初始化时不执行静态块 
//                 Class.forName("Test2", false, loader); 
         } 
}
public class Test2 { 
        static { 
                 System.out.println("静态初始化块执行了!"); 
         } 
}
分别切换加载方式,会有不同的输出结果。
六、自定义ClassLoader
为了说明问题,先看例子:
package test; 

import java.net.MalformedURLException; 
import java.net.URL; 
import java.net.URLClassLoader; 

/** 
* 自定义ClassLoader 

* @author leizhimin 2009-7-29 22:05:48 
*/ 
public class MyClassLoader { 
        public static void main(String[] args) throws MalformedURLException, ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException { 
                 URL url = new URL("file:/E://projects//testScanner//out//production//testScanner"); 
                 ClassLoader myloader = new URLClassLoader(new URL[]{url}); 
                 Class c = myloader.loadClass("test.Test3"); 
                 System.out.println("----------"); 
                 Test3 t3 = (Test3) c.newInstance(); 
         } 
}
public class Test3 { 
        static { 
                 System.out.println("Test3的静态初始化块执行了!"); 
         } 
}
运行后:
---------- 
Test3的静态初始化块执行了! 

Process finished with exit code 0
可以看出自定义了ClassLoader myloader = new URLClassLoader(new URL[]{url});已经成功将类Test3加载到内存了,并通过默认构造方法构造了对象Test3 t3 = (Test3) c.newInstance();
有关ClassLoader还有很重要一点:
同一个ClassLoader加载的类文件,只有一个Class实例。但是,如果同一个类文件被不同的ClassLoader载入,则会有两份不同的ClassLoader实例(前提是着两个类加载器不能用相同的父类加载器)。
原文地址:https://www.cnblogs.com/xiaochongbojue/p/3985122.html