淺談JVM核心之JVM運(yùn)行和類加載
前言
本篇博客將寫(xiě)一點(diǎn)關(guān)于JVM的東西,涉及JVM運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)、類加載的過(guò)程、類加載器、ClassLoader、雙親委派機(jī)制、自定義類加載器等,這些都是博主自己的一點(diǎn)理解,如果有誤,歡迎大家評(píng)論拍磚~
關(guān)于JVM運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)

JVM運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)區(qū)
關(guān)于類加載
class文件加載至內(nèi)存,鏈接(校驗(yàn)、解析),初始化;最終形成JVM可以直接使用的JAVA類型的過(guò)程。
加載:在方法區(qū)形成類的運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu);在堆里面形成該類的Class對(duì)象,作為訪問(wèn)方法區(qū)的入口。

加載
鏈接:class文件是否存在問(wèn)題;一些符號(hào)引號(hào)替換成直接引用。
初始化:初始化一個(gè)類,先初始化它的父類。虛擬機(jī)會(huì)保證一個(gè)類的初始化在多線程環(huán)境中被正確加鎖和同步。
要使用類A,必須先加載類A;加載類A,就會(huì)把靜態(tài)變量、靜態(tài)塊合并初始化,然后在調(diào)用構(gòu)造器。注意類的加載和初始化,只有一次。
關(guān)于類加載器
上文已經(jīng)說(shuō)了,類加載器的作用就是:將class文件的字節(jié)碼內(nèi)容加載到內(nèi)存中,并將這些靜態(tài)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成方法區(qū)中的運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),在堆中生成一個(gè)代表這個(gè)類的Class對(duì)象,作為方法區(qū)類數(shù)據(jù)的訪問(wèn)入口。
類加載器的層次結(jié)構(gòu)
引導(dǎo)類加載器bootstrap classloader
加載JAVA核心庫(kù)($JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar),原生代碼實(shí)現(xiàn)(C++),并不繼承自java.lang.ClassLoader。
擴(kuò)展類加載器extensions classloader
JAVA可以提供一個(gè)擴(kuò)展目錄($JAVA_HOME/jre/ext/*.jar)來(lái)加載Java類。
由sun.misc.Launcher.ExtClassLoader實(shí)現(xiàn)
應(yīng)用程序類加載器application classloader(也稱系統(tǒng)類加載器)
一般來(lái)說(shuō),JAVA應(yīng)用的類由它加載,即加載路徑是classpath下的路徑。
由sun.misc.Launcher.AppClassLoader實(shí)現(xiàn)。
自定義類加載器
開(kāi)發(fā)人員繼承java.lang.ClassLoader實(shí)現(xiàn)自己的類加載器

類加載器的層次結(jié)構(gòu)
關(guān)于java.lang.ClassLoader
ClassLoader的基本職責(zé)就是:
第一,根據(jù)指定的類名稱,找到或者生成對(duì)應(yīng)的字節(jié)碼,并根據(jù)字節(jié)碼生成class對(duì)象
第二,加載JAVA應(yīng)用所需的資源,如配置文件等。
ClassLoader的組合模式

組合模式為雙親委派機(jī)制提供支持
demo:

類加載器的層次
引導(dǎo)類加載器是原生代碼實(shí)現(xiàn),我們獲取不到,所以是null。
ClassLoader重要API
getParent():該類加載器的父類加載器
loadClass(String name):加載名稱為name的類,并返回Class實(shí)例。
加載順序是:先交給擴(kuò)展類加載器加載,如果加載不到,交給引導(dǎo)類加載器加載,加載不到,交給自己去加載,如果自己也加載不到,那么ClassNotFoundException。【雙親委派機(jī)制】 如果要改變類的加載順序,那么可以override該方法。
findClass(String name),不是加載,僅僅是查找而已
findLoadedClass(String name),查找已經(jīng)被加載過(guò)的
defineClass(String name,byte[] b, int off ,int len),可以把字節(jié)數(shù)組的內(nèi)容轉(zhuǎn)換成JAVA類,并會(huì)返回Class實(shí)例。
類加載器的代理模式:雙親委派機(jī)制
類加載器的代理模式:就是把加載指定類的過(guò)程交給其他加載器。
JAVA默認(rèn)使用的類加載器代理模式是:雙親委派機(jī)制。
雙親委派機(jī)制:
就是某個(gè)特定的類加載器接到加載類的請(qǐng)求時(shí),首先將加載任務(wù)委托給父類加載器,依次追溯,比如說(shuō)從應(yīng)用加載器委托給擴(kuò)展類加載器,從擴(kuò)展類加載器委托給引導(dǎo)類加載器。這種委托,直至委托到層次最高的類加載器,即引導(dǎo)類加載器,如果委托的父類加載器可以完成加載任務(wù),那么成功返回;只有父類加載器無(wú)法完成時(shí),才去自己加載。
可以看出雙親委派機(jī)制的意思就是優(yōu)先父類加載器加載!
試想如果我們定義了一個(gè)java.lang.String類,根據(jù)雙親委派機(jī)制,那么JDK只會(huì)加載它自己的String。這顯然保證了Java核心庫(kù)的類型安全。
雙親委派機(jī)制不是唯一的選擇
雖然JDK默認(rèn)的類加載機(jī)制是雙親委派機(jī)制,但是并不是所有都采用,比如有些服務(wù)器,如Tomcat,雖然也采用代理的方式加載,但是加載順序卻恰恰和雙親委派機(jī)制相反,它是首先嘗試加載這個(gè)類,只有加載不到的情況下,才去讓父類加載器代理加載。
為什么會(huì)這樣呢,不是說(shuō)雙親委派很安全么?
其實(shí)就是在安全,和靈活方面進(jìn)行取舍!
寫(xiě)一個(gè)自定義類加載器
MyClassLoader:

自定義類加載器
重寫(xiě)findClass:

findClass
Test:

測(cè)試
一般情況下,自定義類加載器,需要繼承自ClassLoader。
首先來(lái)說(shuō),可以檢查請(qǐng)求的類是否已經(jīng)被自定義的類加載器加載;如果加載了,那么直接返回;否則,那么交給父類加載器,就是進(jìn)行雙親委派;如果雙親委派也加載不到,那么交給自定義類加載器進(jìn)行“自定義的方式”來(lái)加載類。
另外,被2個(gè)不同的類加載加載的同一個(gè)類,JVM不會(huì)認(rèn)為是一個(gè)類。
好了,關(guān)于JVM運(yùn)行和類加載的過(guò)程就寫(xiě)到這里,^_^
以上就是本文的全部?jī)?nèi)容,希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。
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