深入理解Java虚拟机——类加载器

Posted 2022-03-24 小志的博客

目录

• • 一、类加载器的概述
  • 二、类与加载器的概述
  • 三、类加载器的分类
  • 四、自定义类加载器并判断两个类是否相等的示例
  • • 4.1 自定义类加载器的步骤
    • 4.2 自定义类加载器并判断两个类是否相等的代码示例
  • 五、双薪委派模型
  • • 5.1、双薪委派模型的概述
    • 5.2、双薪委派模型的工作过程
    • 5.3、双薪委派模型的源码实现部分

一、类加载器的概述

• 通过一个类的全限定名来获取描述此类的二进制字节流这个动作放到Java虚拟机外部去实现，以便让应用程序自己决定如何去获取所需要的类，实现这个动作的代码块称为“类加载器”。

二、类与加载器的概述

• 比较两个类是否“相等”，只有在这两个类是由同一个类加载器的前提下才有意义，否则，即使这两个类源于同一个Class文件，被同一个虚拟机加载，只要加载他们的类加载器不同，那么这两个类就必定不相等。

三、类加载器的分类

• 从Java虚拟机的角度来讲，只存在两种不同的类加载器：
  （1）、一种是启动类加载器（Bootstrap ClassLoader），这个类加载器使用C++语言实现，是虚拟机自身的一部分。
  （2）、另一种就是所有其他的类加载器，这个加载器都由Java语言实现，独立于虚拟机外部，并且都继承自抽象类java.lang.ClassLoader。
• 从Java开发人员的角度来看，类加载器还可以划分得更细致一些：
  （1）、启动类加载器（Bootstrap ClassLoader），这个类加载器负责将存放在<JAVA_HOME>\\lib目录中的或者被-Xbootclasspath参数指定的路径中的类库加载到虚拟机内存中。
  （2）、扩展类加载器（Extension ClassLoader），这个加载器由sum.misc.Launcher$ExtClassLoader实现，它负责加载<JAVA_HOME>\\lib\\ext目录中的或者被java.ext.dirs系统变量所指定的路径中的所有类库。
  （3）、应用程序类加载器（Application ClassLoader），这个类加载器由sun.misc.Launcher $AppClassLoader实现，加载用户类路径上的所指定的类库，由于这个类加载器是CLassLoader中的getSystemClassLoader()方法的返回值，所以一般称它为系统加载器。
  （4）、自定义的类加载器

四、自定义类加载器并判断两个类是否相等的示例

4.1 自定义类加载器的步骤

• 定义一个类，继承ClassLoader
• 重写loadClass方法
• 实例化Class对象

4.2 自定义类加载器并判断两个类是否相等的代码示例

• 代码

  package com.xz.springboottest.day12;
  
  import java.io.IOException;
  import java.io.InputStream;
  
  /**
   * @description:
   * @author: xz
   */
  public class ClassLoaderDemo 
      public static void main(String[] args) throws Exception 
  
          ClassLoader myClassLoader = new ClassLoader()
              @Override
              public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException 
                  //com.xz.springboottest.day12.ClassLoaderDemo
                  String fileName = name.substring(name.lastIndexOf(".") + 1)+".class";
  
                  InputStream is = getClass().getResourceAsStream(fileName);
                  if(is ==null)//当前包下没有此类
                      return super.loadClass(name);//调用父类的加载器加载
                  
  
                  try 
                      byte[] bytes = new byte[is.available()];
                      is.read(bytes);
                      return defineClass(name,bytes,0,bytes.length);
                   catch (IOException e) 
                      e.printStackTrace();
                  
  
                  return loadClass(name, false);
              
          ;
  
  
          //实例化
          Object obj = myClassLoader.loadClass("com.xz.springboottest.day12.ClassLoaderDemo").newInstance();
          System.out.println(obj.getClass());
  
          //判断是否相等
          System.out.println(obj instanceof  ClassLoaderDemo);
      
  
  
  

• 输出结果如下：
  

五、双薪委派模型

5.1、双薪委派模型的概述

• 如下图展示的类加载器之间的这种层次关系，称为类加载器的双亲委派模型（Parents Delegation Model）。
• 双亲委派模型要求除了顶层的启动类加载器外，其余的类加载器都应当有自己的父类加载器，这里类加载器之间的父子关系一半不会以继承（Inheritance）的关系来实现，而是都使用组合（Compostion）关系来复用父加载器的代码。

5.2、双薪委派模型的工作过程

• 如果一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器去完成，每一个层次的类加载器都是如此。
• 因此所有的加载请求最终都应该传送到顶层的启动类加载器中，只有当父类加载器反馈自己无法完成这个加载请求时，子加载器才会尝试自己去加载。

5.3、双薪委派模型的源码实现部分

• 源码

  protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
          throws ClassNotFoundException
      
          synchronized (getClassLoadingLock(name)) 
              // 首先，检查请求的类是否已经被加载过了
              Class<?> c = findLoadedClass(name);
              if (c == null) 
                  long t0 = System.nanoTime();
                  try 
                      if (parent != null) 
                          c = parent.loadClass(name, false);
                       else 
                          c = findBootstrapClassOrNull(name);
                      
                   catch (ClassNotFoundException e) 
                     //如果父类加载器抛出ClassNotFoundException
                     //说明父类加载器无法完成加载请求
                  
  
                  if (c == null) 
                     //在父类加载器无法加载的时候
                     //再调用本身的findClass方法来进行类的加载
                      long t1 = System.nanoTime();
                      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) 
                  resolveClass(c);
              
              return c;