面试题之类加载器

一、简介

本文总结一些关于JVM中类加载器相关的面试题。

二、什么是类加载器？

类加载器，负责加载class字节码文件，class文件在文件开头有特定的文件标识，将class文件字节码内容加载到内存中，并将这些内容转换成方法区中的运行时数据结构并且ClassLoader只负责class文件的加载，至于它是否可以运行，则由执行引擎Execution Engine决定。

类加载器的工作图大体如下：

三、类加载器有哪几种？

在Java中，类加载器主要有下面四种：

• BootstrapClassLoader：启动类加载器，使用C++实现；
• ExtClassLoader：扩展类加载器，使用Java实现；
• AppClassLoader：应用程序类加载器，加载当前应用的classpath的所有类；
• UserDefinedClassLoader：用户自定义类加载器；

 

下面通过一个简单的代码说明类加载器的关系：

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        /*
         * 启动类加载器：null
         * 由于底层基于C++实现，所以返回null.因为Object类位于rt.jar包中，由启动类加载器进行加载.
         */
        System.out.println(Object.class.getClassLoader());

        /*
         * 自定义类Test.java
         */
        Test test = new Test();
        /*
         * 应用程序类加载器: sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
         * 对于自定义的类，如Test.java。默认都是应用程序类加载器
         */
        System.out.println(test.getClass().getClassLoader());
        /*
         * 扩展类加载器：sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@1540e19d
         * 应用程序类加载器的父类是扩展类加载器
         */
        System.out.println(test.getClass().getClassLoader().getParent());
        /*
         * 启动类加载器：null
         * 扩展类加载器的父类是启动类加载器
         */
        System.out.println(test.getClass().getClassLoader().getParent().getParent());
    }
}

运行结果：

null
sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@1540e19d
null

三、双亲委派机制？

类加载器的加载过程中使用到了双亲委派机制：当一个类收到了类加载请求，他首先不会尝试自己去加载这个类，而是把这个请求委派给父类去完成，每一个层次类加载器都是如此，因此所有的加载请求都应该传送到启动类加载器(BootstrapClassLoader)中，只有当父类加载器反馈自己无法完成这个请求的时候（在它的加载路径下没有找到所需加载的Class），子类加载器才会尝试自己去加载。

好处：

比如加载位于 rt.jar 包中的类 java.lang.Object，不管是哪个加载器加载这个类，最终都是委托给顶层的启动类加载器进行加载，这样就保证了使用不同的类加载器最终得到的都是同样一个 Object对象。

四、沙箱安全机制？

沙箱安全机制是由基于双亲委派机制上采取的一种JVM的自我保护机制，假设我们自定了一个java.lang.String 的类，由于双亲委派机制，加载请求会先交给BootstrapClassLoader启动类加载器试图去进行加载，但是BootstrapClassLoader在加载类时首先通过包和类名查找rt.jar中有没有java.lang.String，有则优先加载rt.jar包中的类，由于rt.jar中已经包含了java.lang.String类，所以我们自定义的String类永远得不到加载(当然编译是不会报错的)，它保证了Java源代码的安全。