浅谈JVM核心之JVM运行和类加载

前言

本篇博客将写一点关于JVM的东西，涉及JVM运行时数据区、类加载的过程、类加载器、ClassLoader、双亲委派机制、自定义类加载器等，这些都是博主自己的一点理解，如果有误，欢迎大家评论拍砖~

关于JVM运行时数据区

JVM运行时数据区

关于类加载

class文件加载至内存，链接（校验、解析），初始化；最终形成JVM可以直接使用的JAVA类型的过程。

加载：在方法区形成类的运行时数据结构；在堆里面形成该类的Class对象，作为访问方法区的入口。

加载

链接：class文件是否存在问题；一些符号引号替换成直接引用。

初始化：初始化一个类，先初始化它的父类。虚拟机会保证一个类的初始化在多线程环境中被正确加锁和同步。

要使用类A，必须先加载类A；加载类A，就会把静态变量、静态块合并初始化，然后在调用构造器。注意类的加载和初始化，只有一次。

关于类加载器

上文已经说了，类加载器的作用就是：将class文件的字节码内容加载到内存中，并将这些静态数据转化成方法区中的运行时数据结构，在堆中生成一个代表这个类的Class对象，作为方法区类数据的访问入口。

类加载器的层次结构

引导类加载器bootstrap classloader

加载JAVA核心库（$JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar），原生代码实现（C++），并不继承自java.lang.ClassLoader。

扩展类加载器extensions classloader

JAVA可以提供一个扩展目录（$JAVA_HOME/jre/ext/*.jar）来加载Java类。

由sun.misc.Launcher.ExtClassLoader实现

应用程序类加载器application classloader（也称系统类加载器）

一般来说，JAVA应用的类由它加载，即加载路径是classpath下的路径。

由sun.misc.Launcher.AppClassLoader实现。

自定义类加载器

开发人员继承java.lang.ClassLoader实现自己的类加载器

类加载器的层次结构

关于java.lang.ClassLoader

ClassLoader的基本职责就是：

第一，根据指定的类名称，找到或者生成对应的字节码，并根据字节码生成class对象

第二，加载JAVA应用所需的资源，如配置文件等。

ClassLoader的组合模式

组合模式为双亲委派机制提供支持

demo:

类加载器的层次

引导类加载器是原生代码实现，我们获取不到，所以是null。

ClassLoader重要API

getParent()：该类加载器的父类加载器

loadClass(String name)：加载名称为name的类，并返回Class实例。

加载顺序是：先交给扩展类加载器加载，如果加载不到，交给引导类加载器加载，加载不到，交给自己去加载，如果自己也加载不到，那么ClassNotFoundException。【双亲委派机制】 如果要改变类的加载顺序，那么可以override该方法。

findClass(String name)，不是加载，仅仅是查找而已

findLoadedClass(String name)，查找已经被加载过的

defineClass(String name,byte[] b,int off,int len)，可以把字节数组的内容转换成JAVA类，并会返回Class实例。

类加载器的代理模式：双亲委派机制

类加载器的代理模式：就是把加载指定类的过程交给其他加载器。

JAVA默认使用的类加载器代理模式是：双亲委派机制。

双亲委派机制：

就是某个特定的类加载器接到加载类的请求时，首先将加载任务委托给父类加载器，依次追溯，比如说从应用加载器委托给扩展类加载器，从扩展类加载器委托给引导类加载器。这种委托，直至委托到层次最高的类加载器，即引导类加载器，如果委托的父类加载器可以完成加载任务，那么成功返回；只有父类加载器无法完成时，才去自己加载。

可以看出双亲委派机制的意思就是优先父类加载器加载！

试想如果我们定义了一个java.lang.String类，根据双亲委派机制，那么JDK只会加载它自己的String。这显然保证了Java核心库的类型安全。

双亲委派机制不是唯一的选择

虽然JDK默认的类加载机制是双亲委派机制，但是并不是所有都采用，比如有些服务器，如Tomcat，虽然也采用代理的方式加载，但是加载顺序却恰恰和双亲委派机制相反，它是首先尝试加载这个类，只有加载不到的情况下，才去让父类加载器代理加载。

为什么会这样呢，不是说双亲委派很安全么？

其实就是在安全，和灵活方面进行取舍！

写一个自定义类加载器

MyClassLoader：

自定义类加载器

重写findClass：

findClass

Test：

测试

一般情况下，自定义类加载器，需要继承自ClassLoader。

首先来说，可以检查请求的类是否已经被自定义的类加载器加载；如果加载了，那么直接返回；否则，那么交给父类加载器，就是进行双亲委派；如果双亲委派也加载不到，那么交给自定义类加载器进行“自定义的方式”来加载类。

另外，被2个不同的类加载加载的同一个类，JVM不会认为是一个类。

好了，关于JVM运行和类加载的过程就写到这里，^_^

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持编程小技巧。

（编辑：李大同）

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