Java类加载机制

Posted 2021-12-15 zhanhao777

类加载器的种类

 

• 启动类加载器(Bootstrap ClassLoader)

 System.out.println(System.getProperty("sun.boot.class.path"));

执行结果：D:javajdkjrelib esources.jar;D:javajdkjrelib t.jar;D:javajdkjrelib sunrsasign.jar;D:javajdkjrelibjsse.jar;D:javajdkjrelibjce.jar;D:javajdkjrelibcharsets.jar;D:javajdkjrelibjfr.jar;D:javajdkjreclasses

负责加载JRE的核心类库，如JRE目标下的rt.jar，charsets.jar等。

• 扩展类加载器(Extension ClassLoader)

 System.out.println(System.getProperty("java.ext.dirs"));

执行结果：D:javajdkjrelibext;C:WindowsSunJavalibext

负责加载JRE扩展目录ext中jar类包

• 系统类加载器(Application ClassLoader)

 System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));

执行结果：D:javajdkjrelibcharsets.jar;D:java epostorycomalibabaastjson
.2.49astjson-1.2.49.jar;D:java epostorymysqlmysql-connector-java.1.14mysql-connector-java-5.1.14.jar;D:SoftIntelliJ IDEAIntelliJ IDEA 2018.2.6libidea_rt.jar。由于执行结果太长我这里就贴了一部分。

负责加载ClassPath路径下的类包

• 用户自定义加载器(User ClassLoader)

负责加载用户自定义路径下的类包

类加载器面试问题

System.out.println(String.class.getClassLoader());

这是一道比较常见的题，本意是查看String用的什么类加载器，String属于rt.jar java.lang.string，但是执行结果为null。

rt.jar 是由Bootstrap ClassLoader来加载，但是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。总结一句话来说就是他是由C++编写的，所以查看String类加载器得到的结果为null。

类加载机制

全盘负责委托机制

当一个ClassLoader加载一个类的时候，除非显示的使用另一个ClassLoader，该类所依赖和引用的类也由ClassLoader载入。

双亲委派机制

指先委托父类加载器寻找目标类，在找不到的情况下载自己的路径中查找并载入目标类。

双亲委派模式的优势

沙箱安全机制：比如自己写的String.class类不会被加载，这样可以防止核心库被随意篡改。

避免类的重复加载：当父ClassLoader已经加载了该类的时候，就不需要子CJlassLoader再加载一次。

几种方式加载class文件？

jar、网络传输二进制文件、本地系统加载二进制文件、数据库存放class文件、jit动态加载。

加载机制面试问题

用网络传输的方式和jar包加载的方式加载同一个class文件，那么在jvm中这两个类是否相同？

答案：虽然是同一份class字节码文件，但是由于被两个不同的ClassLoader实例所加载，所以JVM认为它们就是两个不同的类。

类的生命周期

 

加载阶段：磁盘中的class文件加载到内存中（方法区）。

连接阶段：

验证：1、class文件格式验证 魔术因子、主次版本号；

2、元数据验证 是否有父类、final不能进行重写；

3、字节码验证 指令、选择、循环；

4、符号验证 Person person = new Person();

准备：根据类型进行初始化赋值 int 0。

解析：符号引用 -> 直接引用 类装载器装入类所引用的其他类

四类解析：

类接口：是否数组类型（被动加载）-> 给一组空间， 否则直接初始化并给初始化空间

字段解析：本类字段 父类空间

类方法解析：当前类中找 -> 父类 -> NoSuchMethodError

接口方法的解析：实现类中的方法

准备过程中有一道经典的面试题：在准备阶段以下两个参数的值分别的多少？

public final static int age = 10;

public static int age = 10;

答案：用final修饰的属于常量在准备过程中就已经赋值所以等于10；没有用final修饰的则值为0。

生命周期中比较重要的概念

符号引用：javac 编译过程中不分配存储空间，new Person();用助记符来表示，实际上并不是真正的存储空间。

直接引用：在第二链接阶段的解析过程中由符号引用转换为直接引用，这个时候才真正分配存储空间。

主动使用：不使用的时候也加载。

被动使用：在使用的时候再加载，也就是所谓的延迟加载。

Java中的6种主动使用

这里我们简单准备了两个测试用的类，下面我们进行简单的测试

Person类

 

场景一：

new 的过程中引起了类的主动加载

场景二：

访问类的静态变量

场景三：

访问类的静态方法

场景四：

反射调用

场景五：

初始化子类引起父类的主动使用

场景六：其实细心的小伙伴可能已经发现了，main方法作为一个入口肯定会引起主动加载的。

例举两种被动使用的情况

场景一：

对象数组初始化

场景二：

这里先把Person中的age变量前面加上final

public final static int age = 10;

调用静态常量

总结

Jvm这部分东西实际工作中用到的其实微乎其微，更多的是用来应对面试，当然也并不是说了解这些东西没有必要，如果能真正理解的话对你实际工作也还是有一定的帮助的，就比如上面提到的面试题你先看看自己是否都能答上来。