深入解析JVM-类加载机制

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前言

本文带着大家初探JVM的类加载机制，以及双亲委派机制

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一、类加载器加载的过程

类加载的过程.png

类加载过程会经过：

类加载器加载的过程 包括 加载 、验证、准备、解析、初始化、使用、卸载

各阶段解析：

• 加载：在硬盘查找并通过IO读取字节码文件，在加载节点生成这个类的java.class.Class对象
• 验证：校验字节码文件的准确性
• 解析：讲符号引用替换为直接引用
• 初始化：对类的静态变量初始化为指定的值，执行静态代码块

二、类加载器的分类

1. 启动类(Bootstrap)加载器：加载JVM需要的类，会加$JAVA_HOME/jre/lib下的文件 底层是C语言实现
2. 扩展类(Extension)加载器：由sun.misc.LauncherExtClassLoader实现，他会加载JAVA_HOME/jre/lib/ext目录中的文件（或由System.getProperty(“java.ext.dirs”)所指定的文件)。底层是Java实现
3. 应用类(AppClassLoader)加载器：由sun.misc.Launcher$AppClassLoader实现。会加载classpath下的class及jar包。底层是java实现
4. 自定义加载器

三、双亲委派机制

当我们类加载器收到一个请求的时候，首先会依次向上查找最顶层没有父类的类类加载器 （启动类加载器），依次向下读取class文件，如果该类加载器已经读取到class文件的时候，子节点不会再继续读取

双亲委派机制.png

四、双亲委派源码解析

1. 首先，检查一下指定名称的类是否已经加载过，如果加载过了，就不需要再加载，直接返回
2. 如果此类没有加载过，那么，再判断一下是否有父加载器；如果有父加载器，则由父加载器加载（即调用parent.loadClass(name, false);）.或者是调用bootstrap类加载器来加载
3. 如果父加载器及bootstrap类加载器都没有找到指定的类，那么调用当前类加载器的findClass方法来完成类加载

//ClassLoader的loadClass方法，里面实现了双亲委派机制
protected Class loadClass(String name, boolean resolve)
    throws ClassNotFoundException
{
    synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
        // 检查当前类加载器是否已经加载了该类
        Class c = findLoadedClass(name);
        if (c == null) {
            long t0 = System.nanoTime();
            try {
                if (parent != null) {  //如果当前加载器父加载器不为空则委托父加载器加载该类
                    c = parent.loadClass(name, false);
                } else {  //如果当前加载器父加载器为空则委托引导类加载器加载该类
                    c = findBootstrapClassOrNull(name);
                }
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                // ClassNotFoundException thrown if class not found
                // from the non-null parent class loader
            }

            if (c == null) {
                // If still not found, then invoke findClass in order
                // to find the class.
                long t1 = System.nanoTime();
                //都会调用URLClassLoader的findClass方法在加载器的类路径里查找并加载该类
                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) {  //不会执行
            resolveClass(c);
        }
        return c;
    }
}

五、双亲委派机制好处

为了防御开发者为定义的类与jdk定义源码类产生冲突问题，保证该类在内存中的唯一性

六、如何破坏双亲委派

1. 自定义类加载器 重写loadClass方法
2. Spi机制绕开loadClass方法。当前线程设定关联类加载器

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总结

本文主要介绍了类加载器加载的过程以及分类,双亲委派机制原理以及解析等