深入研究Java类加载机制
【摘要】
转载地址http://zyjustin9.iteye.com/blog/2092131
深入研究Java类加载机制
类加载是Java程序运行的第一步，研究类的加载有助于了解JVM执行过程，并指导开发者采取更有效的措施配合程序执行。
研究类加载机制的第二个目的是让程序能动态的控制类加...
转载地址http://zyjustin9.iteye.com/blog/2092131
深入研究Java类加载机制
类加载是Java程序运行的第一步，研究类的加载有助于了解JVM执行过程，并指导开发者采取更有效的措施配合程序执行。
研究类加载机制的第二个目的是让程序能动态的控制类加载，比如热部署等，提高程序的灵活性和适应性。
一、简单过程
Java程序运行的场所是内存，当在命令行下执行：
java HelloWorld
命令的时候，JVM会将HelloWorld.class加载到内存中，并形成一个Class的对象HelloWorld.class。
其中的过程就是 类加载过程：
1、寻找jre目录，寻找jvm.dll，并初始化JVM；
2、产生一个Bootstrap Loader（引导类加载器）；
3、Bootstrap Loader自动加载Extended Loader（标准扩展类加载器），并将其父Loader设为Bootstrap Loader。
4、Bootstrap Loader自动加载AppClass Loader（系统类加载器），并将其父Loader设为Extended Loader。
5、最后由AppClass Loader加载HelloWorld类。
以上就是类加载的最一般的过程。
图示：
二、各种类加载器解释：
1、Bootstrap Loader（引导类加载器）：加载System.getProperty("sun.boot.class.path")所指定的路径或jar。
2、Extended Loader（标准扩展类加载器ExtClassLoader）：加载System.getProperty("java.ext.dirs")所指定的路径或jar。在使用Java运行程序时，也可以指定其搜索路径，例如：java -Djava.ext.dirs=d:\projects\testproj\classes HelloWorld
3、AppClass Loader（系统类加载器AppClassLoader）：加载System.getProperty("java.class.path")所指定的路径或jar。在使用Java运行程序时，也可以加上-cp来覆盖原有的Classpath设置，例如： java -cp ./lavasoft/classes HelloWorld
ExtClassLoader和AppClassLoader在JVM启动后，会在JVM中保存一份，并且在程序运行中无法改变其搜索路径。如果想在运行时从其他搜索路径加载类，就要产生新的类加载器。
三、类加载器的特点
1、 运行一个程序时，总是由AppClass Loader（系统类加载器）开始加载指定的类。
2、在加载类时， 每个类加载器会将加载任务上交给其父，如果其父找不到，再由自己去加载。 (双亲委派机制)
3、Bootstrap Loader（引导类加载器）是最顶级的类加载器了，其父加载器为null.
3、Bootstrap Loader（引导类加载器）是最顶级的类加载器了，其父加载器为null.
四、类加载器的获取
很容易，看下面例子
-
public class HelloWorld {
-
public static void main(String[] args) {
-
HelloWorld hello = new HelloWorld();
-
Class c = hello.getClass();
-
ClassLoader loader = c.getClassLoader();
-
System.out.println(loader);
-
System.out.println(loader.getParent());
-
System.out.println(loader.getParent().getParent());
-
}
-
}
-
sun.misc.Launcher$AppClassLoader@19821f
-
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@addbf1
-
null
-
-
Process finished with exit code 0
从上面的结果可以看出，并没有获取到ExtClassLoader的父Loader，原因是Bootstrap Loader（引导类加载器）是用C语言实现的，找不到一个确定的返回父Loader的方式，于是就返回null。
五、类的加载
类加载有三种方式：
1、命令行启动应用时候 由JVM初始化加载
2、通过 Class.forName()方法动态加载
3、通过 ClassLoader.loadClass()方法动态加载
三种方式区别比较大，看个例子就明白了：
-
public class HelloWorld {
-
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
-
ClassLoader loader = HelloWorld.class.getClassLoader();
-
System.out.println(loader);
-
//使用ClassLoader.loadClass()来加载类，不会执行初始化块
-
loader.loadClass("Test2");
-
//使用Class.forName()来加载类，默认会执行初始化块
-
// Class.forName("Test2");
-
//使用Class.forName()来加载类，并指定ClassLoader，初始化时不执行静态块
-
// Class.forName("Test2", false, loader);
-
}
-
}
-
public class Test2 {
-
static {
-
System.out.println("静态初始化块执行了！");
-
}
-
}
分别切换加载方式，会有不同的输出结果。
六、Class.forName()和ClassLoader.loadClass()区别
Class.forName()：将类的.class文件加载到jvm中之外，还会对类进行解释，执行类中的static块；
ClassLoader.loadClass()： 只干一件事情，就是将.class文件加载到jvm中，不会执行static中的内容,只有在newInstance才会去执行static块。
注：
Class.forName(name, initialize, loader)带参函数也可控制是否加载static块。并且只有调用了newInstance()方法采用调用构造函数，创建类的对象 。
示例：
1.使用classLoader加载
-
System.out.println("before loadClass... ");
-
Class c =Test.class.getClassLoader().loadClass("com.hundsun.test.ClassInfo");
-
System.out.println("after loadClass... ");
-
System.out.println("before newInstance... ");
-
ClassInfo info1 =(ClassInfo) c.newInstance();
-
System.out.println("after newInstance... ");
-
-
输出结果:
-
before loadClass...
-
after loadClass...
-
before newInstance...
-
static invoked...
-
contruct invoked...
-
after newInstance...
2.使用class.forName进行加载
-
System.out.println("before class.forName");
-
Class cc =Class.forName("com.hundsun.test.ClassInfo");
-
System.out.println("after class.forName");
-
ClassInfo info2 =(ClassInfo) cc.newInstance();
-
-
输出结果：
-
before class.forName
-
static invoked...
-
after class.forName
-
before newInstance...
-
contruct invoked...
-
after newInstance...
下面说一下两者具体的执行过程 ：
LoadClass（）方法加载类及初始化过程：
类加载（loadclass（））（加载）——》newInstance（）（链接+初始化）
newInstance（）:
（开始连接）静态代码块——》普通变量分配准备（a=0;b=0;c=null）——》（开始初始化）普通变量赋值（a=1;b=2;c=”haha”）——》构造方法——》初始化成功。
Class.forName(Stirng className)一个参数方法加载类及初始化过程：
类加载(Class.forName())（加载）——》静态代码块——》newInstance（）（链接+初始化）
newInstance（）：
（开始连接）普通变量分配准备（a=0;b=0;c=null）——》（开始初始化）普通变量赋值（a=1;b=2;c=”haha”）——》构造方法——》初始化成功。
Class.forName()三个参数的加载类及初始化过程同classLoader一样。
类加载（loadclass（））（加载）——》newInstance（）（链接+初始化）
newInstance（）:
（开始连接）静态代码块——》普通变量分配准备（a=0;b=0;c=null）——》（开始初始化）普通变量赋值（a=1;b=2;c=”haha”）——》构造方法——》初始化成功。
Class.forName(Stirng className)一个参数方法加载类及初始化过程：
类加载(Class.forName())（加载）——》静态代码块——》newInstance（）（链接+初始化）
newInstance（）：
（开始连接）普通变量分配准备（a=0;b=0;c=null）——》（开始初始化）普通变量赋值（a=1;b=2;c=”haha”）——》构造方法——》初始化成功。
Class.forName()三个参数的加载类及初始化过程同classLoader一样。
从上边的断点调试可以看出，静态代码块不是在初始化阶段完成的，它陷于类初始化，先于普通变量默认分配（整型分配为0，字符串分配为null），这也就是为什么我们不能在静态代码块中引用普通变量的原因之一，这与上面所谓的“分配”、“初始化”相违背。
所以我觉得JVM的类加载及初始化过程应该是这样的：
-
1. 类加载：Bootstrap Loader——》Extended Loader——》System Loader
-
2. 静态代码块初始化
-
3. 链接：
-
a) 验证：是否符合java规范
-
b) 准备：默认初始值
-
c) 解析：符号引用转为直接引用，解析地址
-
4. 初始化
-
a) 赋值：java代码中的初始值
-
b) 构造:构造函数
有关ClassLoader还有很重要一点：
同一个ClassLoader加载的类文件，只有一个Class实例。但是，如果同一个类文件被不同的ClassLoader载入，则会有两份不同的ClassLoader实例（前提是着两个类加载器不能用相同的父类加载器）。
ClassLoader源码分析：（双亲委派机制原理）
-
public Class<?> loadClass(String name)throws ClassNotFoundException {
-
-
return loadClass(name, false);
-
-
}
-
-
protectedsynchronized Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
-
-
throws ClassNotFoundException {
-
-
// 首先判断该类型是否已经被加载
-
-
Class c = findLoadedClass(name);
-
-
if (c == null) {
-
-
//如果没有被加载，就委托给父类加载或者委派给启动类加载器加载
-
-
try {
-
-
if (parent != null) {
-
-
//如果存在父类加载器，就委派给父类加载器加载
-
-
c = parent.loadClass(name, false);
-
-
} else {
-
-
//如果不存在父类加载器，就检查是否是由启动类加载器加载的类，通过调用本地方法native Class findBootstrapClass(String name)
-
-
c = findBootstrapClass0(name);
-
-
}
-
-
} catch (ClassNotFoundException e) {
-
-
// 如果父类加载器和启动类加载器都不能完成加载任务，才调用自身的加载功能
-
-
c = findClass(name);
-
-
}
-
-
}
-
-
if (resolve) {
-
-
resolveClass(c);
-
-
}
-
-
return c;
-
-
}
文章来源: blog.csdn.net，作者：程序员历小冰，版权归原作者所有，如需转载，请联系作者。
原文链接：blog.csdn.net/u012422440/article/details/44201787
【版权声明】本文为华为云社区用户转载文章，如果您发现本社区中有涉嫌抄袭的内容，欢迎发送邮件进行举报，并提供相关证据，一经查实，本社区将立刻删除涉嫌侵权内容，举报邮箱：
cloudbbs@huaweicloud.com
- 点赞
- 收藏
- 关注作者
评论（0）