Java高级篇——深入浅出Java类加载机制

类加载器

简单讲,类加载器ClassLoader的功能就是负责将class文件加载到jvm内存。

类加载器分类

从虚拟机层面讲分为两大类型的类加载器,一是Bootstrap Classloader即启动类加载器(C++实现),它是虚拟机的一部分,二是其他类型类加载器(JAVA实现),在虚拟机外部,并全部继承ClassLoader类。

从细分的角度讲会分为以下三类类加载器:

1、Bootsrap ClassLoader

启动类加载器,完全由jvm控制加载,外面访问不到这个类加载器,即不能被java程序引用。它主要负责加载jvm自身的工作类,即java/lib目录和-Xbootclasspath参数指定的目录的类库。

2、Extension ClassLoader

扩展类加载器,由java实现,即ExtClassLoader实现类。它主要负责加载java/lib/ext目录和系统环境变量java.ext.dirs指定目录所有类库。

3、Application ClassLoader

应用程序类加载器,由java实现,即AppClassLoader实现类。它的父类是ExtClassLoader,它主要负责加载classpath目录上的类库。如果没有自定义ClassLoader,它就是程序中默认的ClassLoader,即可以通过ClassLoader.getSystemClassLoader()获取当前系统的类加载器。

从上图看虽然Bootstrap ClassLoader是最顶层的类加载器,但是不能被程序引用,它也不是ExtClassLoader的父类加载器,ExtClassLoader没有父类载器,我们不防来看下面简单的例子。

程序首先输出了程序默认的类加载器AppClassLoader,然后再输出了其父类加载器ExtClassLoader,然后就完了,这就证实了上面的理论。

类加载机制

虽然定义了上面这几个类加载器,但在加载时类加载器会审查一个class类应该由哪个类型的加载器负责加载,它使用的是等级加载机制,是一种双亲委派模型。

双亲委派模式要求所有类加载器,除了顶层的Bootstrap类加载器之外都要有自己的父类加载器。在收到一个类加载请求时,当前默认的类加载器它不会首先自己来加载这个类,它会委托给自己的父类加载器去加载,父类加载器再委托给父父类加载器,以此类推,直到顶层类加载器,由上到下加载,除非上面的类加载器都无法加载时自己才去加载。

来看看ClassLoader.loadClass方法源码

再回到之前文章中的有一道关于是否可以自定义类java.lang.String并使用的面试题,它在java/lib目录下,所以当应用类加载器去classpath加载时会去委托父类加载器,这时最顶层类加载器会发现自己之前已经加载过,所以这次不再加载,所以自定义的这个java.lang.String虽然可以正常编译,但不能被类加载器加载并使用。

所以,这也是双亲委派模式的好处,同一个路径的类保证不能加载两次,保证了类与类之间的正常行为和正常运行。

原文发布于微信公众号 - Java技术栈(javastack)

原文发表时间:2017-08-05

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