Java类加载器总结

Posted 2020-06-19 Arvon

1.类的加载过程  

总览图：

JVM将类加载过程分为三个步骤：装载（Load），链接（Link）和初始化(Initialize)链接又分为三个步骤，如下图所示：

1) 装载：查找并加载类的二进制数据；

Jvm通过类的全限定名及类加载器完成类的加载...

类名命名规则有两种：1.对于接口或非数组类，其名称即为类名，由所在的ClassLoader负责加载...2.数组类型类：

    eg:

byte[] bytes = new byte[256] //-->[B;

Object[] objs = new Object[10] //--> [Ljava.lang.Object;

2)链接：

验证：确保被加载类的正确性；

准备：为类的静态变量分配内存，并将其初始化为默认值；

解析：把类中的符号引用转换为直接引用；

3)初始化：为类的静态变量赋予正确的初始值；

那为什么我要有验证这一步骤呢？

    首先如果由编译器生成的class文件，它肯定是符合JVM字节码格式的，但是万一有高手自己写一个class文件，让JVM加载并运行，用于恶意用途，就不妙了，因此这个class文件要先过验证这一关，不符合的话不会让它继续执行的，也是为了安全考虑吧。

    准备阶段和初始化阶段看似有点牟盾，其实是不牟盾的，如果类中有语句：private static int a = 10，它的执行过程是这样的，首先字节码文件被加载到内存后，先进行链接的验证这一步骤，验证通过后准备阶段，给a分配内存，因为变量a是static的，所以此时a等于int类型的默认初始值0，即a=0,然后到解析（后面在说），到初始化这一步骤时，才把a的真正的值10赋给a,此时a=10。

2. 类的初始化

类什么时候才被初始化？

    1）创建类的实例，也就是new一个对象

    2）访问某个类或接口的静态变量，或者对该静态变量赋值

    3）调用类的静态方法

    4）反射调用了类的方法...（Class.forName("com.lyj.load")）

    5）初始化一个类的子类（会首先初始化子类的父类）

    6）JVM启动时标明的启动类，即文件名和类名相同的那个类

    只有这6中情况才会导致类的类的初始化。

类的初始化步骤：

    1）如果这个类还没有被加载和链接，那先进行加载和链接

    2）假如这个类存在直接父类，并且这个类还没有被初始化（注意：在一个类加载器中，类只能初始化一次），那就初始化直接的父类（不适用于接口）

    3)加入类中存在初始化语句（如static变量和static块），那就依次执行这些初始化语句。

这里举个例子：

result->只会输出 父类的静态字段，当子类也被自己的字段被调用后，才会被初始化...

调用自己的静态变量...

result->

3.类的加载

       类的加载指的是将类的.class文件中的二进制数据读入到内存中，将其放在运行时数据区的方法区内，然后在堆区创建一个这个类的java.lang.Class对象，用来封装类在方法区类的对象。

    类的加载的最终产品是位于堆区中的Class对象
    Class对象封装了类在方法区内的数据结构，并且向Java程序员提供了访问方法区内的数据结构的接口

加载类的方式有以下几种：

    1）从本地系统直接加载

    2）通过网络下载.class文件

    3）从zip，jar等归档文件中加载.class文件

    4）从专有数据库中提取.class文件

    5）将Java源文件动态编译为.class文件（服务器）

4.加载器

JVM的类加载是通过ClassLoader及其子类来完成的，类的层次关系和加载顺序可以由下图来描述：

1）Bootstrap ClassLoader

由C++实现，负责加载$JAVA_HOME中jre/lib/rt.jar里所有的class文件，jar包中包含了Java规范定义的所有接口及实现...它不是ClassLoader子类

2）Extension ClassLoader

负责加载java平台中扩展功能的一些jar包，包括$JAVA_HOME中jre/lib/*.jar或-Djava.ext.dirs指定目录下的jar包

3）App ClassLoader（System Class Loader...）

负责记载classpath中指定的jar包及目录中class

4）Custom ClassLoader

属于应用程序根据自身需要自定义的ClassLoader，如tomcat、jboss都会根据j2ee规范自行实现ClassLoader

    加载顺序：加载过程中会先检查类是否被已加载，检查顺序是自底向上，从Custom ClassLoader到BootStrap ClassLoader逐层检查，只要某个classloader已加载就视为已加载此类，保证此类所有ClassLoader只加载一次。而加载的顺序是自顶向下，也就是由上层来逐层尝试加载此类。

总结->加载自上而下，检查自下而上...

 

类加载常见异常：

1.ClassNotFoundERxception

    当前ClassLoader中加载时没找到类文件...

2.NoClassDefFoundError

    eg:

public class A{
    private B b =new B();  //此时B.class不存在或者找不到...
}

3.LinkageError

    类重复加载的问题...

4.ClassCastException

    两个ObjA对象由不同的ClassLoader加载...使用泛型，将减少这种情况...

 

参考资料：

1.http://www.cnblogs.com/ITtangtang/p/3978102.html

2.http://blog.csdn.net/gjanyanlig/article/details/6818655

3.《分布式Java应用-基础与实践》