ClassLoader工作机制

Posted 2020-11-15 timetellu

一、ClassLoader概念

　　ClassLoader是用来动态的加载class文件到虚拟机中，并转换成java.lang.class类的一个实例，每个这样的实例用来表示一个java类，我们可以根据Class的实例得到该类的信息，并通过实例的newInstance()方法创建出该类的一个对象，除此之外，ClassLoader还负责加载Java应用所需的资源，如图像文件和配置文件等。

　　ClassLoader类是一个抽象类。如果给定类的二进制名称，那么类加载器会试图查找或生成构成类定义的数据。一般策略是将名称转换为某个文件名，然后从文件系统读取该名称的“类文件”。ClassLoader类使用委托模型来搜索类和资源。每个 ClassLoader实例都有一个相关的父类加载器。需要查找类或资源时，ClassLoader实例会在试图亲自查找类或资源之前，将搜索类或资源的任务委托给其父类加载器。  

　　注意：程序在启动的时候，并不会一次性加载程序所要用的所有class文件，而是根据程序的需要，通过Java的类加载机制来动态加载某个class文件到内存中。

二、JVM平台提供三层classLoader

1. Bootstrap classLoader：采用native code实现，是JVM的一部分，主要加载JVM自身工作需要的类，如java.lang.*、java.uti.*等； 这些类位于$JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar。Bootstrap ClassLoader不继承自ClassLoader，因为它不是一个普通的Java类，底层由C++编写，已嵌入到了JVM内核当中，当JVM启动后，Bootstrap ClassLoader也随着启动，负责加载完核心类库后，并构造Extension ClassLoader和App ClassLoader类加载器。
2. ExtClassLoader：扩展的class loader，加载位于$JAVA_HOME/jre/lib/ext目录下的扩展jar。
3. AppClassLoader:系统class loader，父类是ExtClassLoader，加载$CLASSPATH下的目录和jar；它负责加载应用程序主函数类。

　　其体系结构图如下 

　　

 

　　如果要实现自己的类加载器，不管是实现抽象列ClassLoader，还是继承URLClassLoader类，它的父加载器都是AppClassLoader，因为不管调用哪个父类加载器，创建的对象都必须最终调用getSystemClassLoader()作为父加载器，getSystemClassLoader()方法获取到的正是AppClassLoader。

　　注意：Bootstrap classLoader并不属于JVM的等级层次，它不遵守ClassLoader的加载规则，Bootstrap classLoader并没有子类。

三、JVM加载class文件到内存有两种方式

1. 隐式加载：不通过在代码里调用ClassLoader来加载需要的类，而是通过JVM来自动加载需要的类到内存，例如：当类中继承或者引用某个类时，JVM在解析当前这个类不在内存中时，就会自动将这些类加载到内存中。
2. 显示加载：在代码中通过ClassLoader类来加载一个类，例如调用this.getClass.getClassLoader().loadClass()或者Class.forName()。

四、ClassLoader加载类的过程

1. 找到.class文件并把这个文件加载到内存中
2. 字节码验证，Class类数据结构分析，内存分配和符号表的链接
3. 类中静态属性和初始化赋值以及静态代码块的执行

 

五、类的执行顺序

• 类的实例化是指：创建一个类的实例(对象)的过程；

• 类的初始化是指：为类中各个类成员(被static修饰的成员变量)赋初始值的过程，是类生命周期中的一个阶段。

     

 

 

 

　参考：

　　https://blog.csdn.net/u014634338/article/details/81434327