类加载器可以说是Java语言的一项创新,也是Java语言流行的重要原因之一,它最初是为了满足Java Applet的需求而被开发出来的 。如今Java Applet技术基本上已经死掉 ,但类加载器却在类层次划分、OSGi、热部署、代码加密等领域大放异彩,成为了Java技术体系中一块重要的基石,真可谓是失之桑榆,收之东隅 。
4.4.1 类与类加载器
类加载器虽然只用于实现类的加载动作,但它在 Java 程序中起到的作用却远远不限于类加载阶段。 对于任意一个类,都需要由加载它的类加载器和这个类本身一同确立其在Java虚拟机中的唯一性。这句话可以表达得更通俗一些:比较两个类是否"相 等",只有在这两个类是由 同一个类加载器加载的前提之下才有意义,否则,即使这两个类是来源于同一个Class 文件,只要加载它们的类加载器不同,那这两个类就必定不相等。这里所指的"相等",包括代表类的 Class 对象的 equals()方法、 isAssignableFrom()方法、 islnstance()方法的返回结果,也包括了使用 instanceof 关键字做对象所属关系判定等情况 。
4.4.2 双亲委派模型
站在 Java虚拟机的角度讲,只存在两种不同的类加载器 :一种是启动类加载器( Bootstrap ClassLoader ) ,这个类加载器使用C++ 语言实现 ,是虚拟机自身的一部分: 另外一种就是所有其他的类加载器,这些类加载器都由 Java 语言实现,独立于虚拟机外部,并且全都继承自抽象类 java.lang.ClassLoader.
从 Java 开发人员的角度来看,类加载器就还可以划分得更细致一些,绝大部分Java程序都会使用到以下三种系统提供的类加载器:
1)启动类加载器 ( Bootstrap ClassLoader) :前面已经介绍过,这个类加载器负责将存放在
2)扩展类加载器( Extension ClassLoader):这个加载器由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader实现,它负责加载
3)应用程序类加载器 ( Application ClassLoader ) :这个类加载器由 sun.mmsc.Launcher$AppClassLoader来实现 。由于这个类加载器是 ClassLoader中的 getSystemClassLoader()方法的返回值,所以一般也称它为系统类加载器 。它负责加载用户类路径( ClassPatb )上所指定的类库,开发者可以直接使用这个类加载器,如果应用程序中没有自定义过自己的类加载器,一般情况下这个就是程序中默认的类加载器。
我们的应用程序都是由这三种类加载器互相配合进行加载的,如果有必要,还可以加入自己定义的类加载器。这些类加载器之间的关系一般如下图:
图中所展示的类加载器之间的这种层次关系,就称为类加载器的双亲委派模型(Parents Delegation Model)。双亲委派模型要求除了顶层的启动类加载器外,其余的类加载器都应当有自己的父类加载器。这里类加载器之间的父子关系一般 不会以继承的关系来实现, 而是都使用组合关系来复用父加载器的代码。
双亲委派模型的工作过程是:如果一个类加载器收到了类加载的请求,它首先不会自己去尝试加载这个类,而是把这个请求委派给父类加载器去完成,每一个层次的类加载器都是如此,因此所有的加载请求最终都应该传送到顶层的启动类加载器中,只有当父加载器反馈自己无法完成这个加载请求(它的搜索范围中没有找到所需的类)时,子加载器才会尝试自己去加载。
使用双亲委派模型来组织类加载器之间的关系,有一个显而易见的好处就是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。例如类 java .lang.Object ,它存放在rt.jar之中,无论哪一个类加载器要加载这个类,最终都是委派给启动类加载器进行加载,因此 Object 类在程序的各种类加载器环境中都是同一个类。相反,如果没有使用双亲委派模型,由各个类加载器自行去加载的话,如果用户自己写了一个名为java.lang.Object 的类, 并放在程序的 ClassPath 中,那系统中将会出现多个不同的 Object 类 , Java类型体系中最基础的行为也就无从保证,应用程序也将会变得一片混乱。如果您有兴趣的话,可以尝试去写一个与此Jar类库中已有类重名的 Java 类,将会发现可以正常编译,但永远无法被加载运行.
双亲委派模型对于保证 Java 程序的稳定运作很重要,但它的实现却非常简单,实现双亲委派的代码都集中在 java.lang.ClassLoader 的 loadClass()方法之中:先检查是否已经被加载过,若没有加载则调用父加载器的 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 。如果父类加载失败,则在抛出 ClassNotFoundException 异常后,再调用自己的 findClass()方法进行加载。
4.5 本章小结
《4-1》和本篇《4-2》介绍了类加载过程的"加载"、"验证"、"准备"、"解析"和"初始化"五个阶段中虚拟机进行了哪些动作,还介绍了类加载器的工作原理及其对虚拟机的意义 。
参考资料:
《深入理解java虚拟机》