深入理解JVM(五)-Java类加载器

对于C/C++开发者来说，他们在内存管理方面具有至高的权利，但是也承担着巨大的维护责任。而对于Java程序员来说，有了JVM（Java虚拟机）管理机制的帮助，再也不用担心内存泄漏和内存溢出问题了。因此，这篇文章我将深入探讨一下JVM，它的内部结构以及运行原理。

Java中的类加载器

• 启动（Bootstrap）类加载器：引导类装入器是用本地代码实现的类装入器，它负责将 < Java_Runtime_Home>/lib 下面的类库加载到内存中。由于引导类加载器涉及到虚拟机本地实现细节，开发者无法直接获取到启动类加载器的引用，所以不允许直接通过引用进行操作。注意：启动加载器用C++实现，是虚拟机自身的一部分。

• 标准扩展（Extension）类加载器：扩展类加载器是由 Sun 的 ExtClassLoader（sun.misc.Launcher$ExtClassLoader） 实现的。它负责将 < Java_Runtime_Home >/lib/ext 或者由系统变量 java.ext.dir 指定位置中的类库加载到内存中。开发者可以直接使用标准扩展类加载器。

• 系统（System）类加载器：系统类加载器是由 Sun 的 AppClassLoader（sun.misc.Launcher$AppClassLoader）实现的。它负责将系统类路径（CLASSPATH）中指定的类库加载到内存中。开发者可以直接使用系统类加载器。

• 自定义的类加载器：
  要创建用户自己的类加载器，只需要扩展java.lang.ClassLoader类，然后覆盖它的findClass(String name)方法即可，该方法根据参数指定类的名字，返回对应的Class对象的引用。

protected Class< ?> findClass(String name)
throws ClassNotFoundException

参数：
name - 类的二进制名称

返回：
得到的 Class 对象

抛出：
ClassNotFoundException - 如果无法找到类

双亲委派模型

双亲委派的过程：当一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己尝试去加载类，而是将这个类委派给父类加载器去加载，这样一层层向上递进，只有在父类加载器都反馈加载不了的时候，子加载器才尝试自己去加载。

使用双亲委派机制的一个好处是Java类随着它的类加载器一起具备了一种带有优先级的层次关系，另外保证Java中类的加载都使用唯一的类加载器加载，保证内存里只会加载一份system字节码。

Java双亲委派模型对保证Java的稳定运行很重要，但是它的实现却很简单，实现的代码都在 java.lang.ClassLoader 的loadClass()方法中。

protected Class loadClass(String name, boolean resolve)
        throws ClassNotFoundException
    {
        synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
            // 首先检查请求的类是否已经被加载过
            Class c = findLoadedClass(name);
            if (c == null) {
                long t0 = System.nanoTime();
                try {
                    if (parent != null) {
                        c = parent.loadClass(name, false);
                    } else {
                        c = findBootstrapClassOrNull(name);
                    }
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                    // 如果父类加载器抛出ClassNotFoundException 
                    // 说明父类加载器无法完成加载请求
                }

                if (c == null) {
                    // 父类加载器无法加载之后
                    // 调用自身的findClass方法
                    long t1 = System.nanoTime();
                    c = findClass(name);

                    // this is the defining class loader; record the stats
                    sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
                }
            }
            if (resolve) {
                resolveClass(c);
            }
            return c;
        }
    }

先检查是否已经被加载过，若没有加载则调用父类的loadClass()方法，若父加载器为空则默认使用启动类加载器作为父加载器。若父加载器加载失败，抛出 ClassNotFoundException 异常后，再调用自己的findClass()方法进行加载。

注意：Java双亲委派机制并不是一个强制性的约束模型，而是Java设计者们推荐给大家的类加载器的实现方式。

感谢

如果大家想了解更多，欢迎继续阅读接下来的章节，推荐大家熟读《深入理解Java虚拟机》这本书。