Load Class File Operational Principle

Posted 2021-01-02 xiaowater

Java中的所有类，必须被装载到jvm中才能运行，这个装载工作是由jvm中的类装载器完成的，类装载器所做的工作实质是把类文件从硬盘读取到内存中。

 

类装载方式分为：

• 隐式装载， 程序在运行过程中当碰到通过new 等方式生成对象时，隐式调用类装载器加载对应的类到jvm中。
• 显式装载， 通过class.forname()等方法，显式加载需要的类

java类装载器：

    Java中的类装载器实质上也是类，功能是把类载入jvm中，jvm的类装载器并不是一个，层次结构：

      Bootstrap Loader  - 负责加载系统类            |

          - - ExtClassLoader  - 负责加载扩展类                    |

                   - - AppClassLoader  - 负责加载应用类

 

类加载器之间是如何协调工作的：

在这里java采用了委托模型机制，就是“类装载器有载入类的需求时，会先请示其Parent使用其搜索路径帮忙载入，如果Parent 找不到,那么才由自己依照自己的搜索路径搜索类”，注意喔，这句话具有递归性。

 

类装载器就是寻找类或接口字节码文件进行解析并构造JVM内部对象表示的组件，在java中类装载器把一个类装入JVM，经过以下步骤：

• 1、装载：查找和导入Class文件
• 2、链接：其中解析步骤是可以选择的
• （a）检查：检查载入的class文件数据的正确性
• （b）准备：给类的静态变量分配存储空间
• （c）解析：将符号引用转成直接引用
• 3、初始化：对静态变量，静态代码块执行初始化工作

 

类装载工作由ClassLoader和其子类负责。JVM在运行时会产生三个ClassLoader：Bootstrap Loader，ExtClassLoader(扩展类装载器)和AppClassLoader，其中根装载器不是ClassLoader的子类，由C++编写，因此在java中看不到他，负责装载JRE的核心类库。ExtClassLoader是ClassLoader的子类，负责装载JRE扩展目录ext下的jar类包；AppClassLoader负责装载classpath路径下的类包，这三个类装载器存在父子层级关系。默认情况下使用AppClassLoader装载应用程序的类。

 

Java装载类使用“全盘负责委托机制”。“全盘负责”是指当一个ClassLoader装载一个类时，除非显示的使用另外一个ClassLoder，该类所依赖及引用的类也由这个ClassLoader载入；“委托机制”是指先委托父类装载器寻找目标类，只有在找不到的情况下才从自己的类路径中查找并装载目标类。这一点是从安全方面考虑的，试想如果一个人写了一个恶意的基础类（如java.lang.String）并加载到JVM将会引起严重的后果，但有了全盘负责制，java.lang.String永远是由根装载器来装载，避免以上情况发生。