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jvm之java类加载机制和类加载器(ClassLoader)的详解

类加载机制,其实之前也有说过,JVM如果想执行相关的业务逻辑,应该是通过java的class文件进行读取,JVM用来存储加载的类信息,常量,静态变量,编译后的代码等数据,虚拟机规范中这是一个逻辑区划。具体实现根据不同虚拟机来实现。Hotspot在jdk7中方法区放在了永久区,jdk8放在元数据空间,并且通过GC机制对这个区域进行管理。

(一)类生命周期

介绍

如何去读取的,读取的机制是什么样的,总不能一直不解的,这样会感觉不太舒服,有种强迫症的感觉,不懂很难受。

加载

读取二进制内容

验证

yan验证class文件格式规范,语义分析,引用验证,字节码验证。必须有一定的规范。不能随意的进行加载,不像咱们普通人一句话:不干不净吃了没病。

准备

分配内存。设置static修饰的变量初始值。

解析

类,接口,字段,类方法等解析。用的时候就可以用的到。

初始化

为静态变量赋值,执行静态代码块。

使用

创建实例对象。

卸载

从JVM方法区中卸载。从生到消亡。

(二)类加载器

介绍

在java里面有个专门的工具叫做类加载器,搜索网络,jar,zip,文件夹,二进制数据,内存等制定位置的类资源。一个java程序运行,最少有三个类加载实例,负责不同类的加载。

Bootstrap loader 核心类库加载器

C、C++实现,无对应java类:null 加载JRE_HOME/jre/lib目录,或用户配置的目录JDK核心类库rt.jar String。(先有个C才有的JAVA,底层还是通过C和C++来实现的),核心的重点是谁都不能少,少了无法存活。

Extension Class Loader 扩展类库加载器

ExtClassLoader的实例:加载JRE_HOME/jre/lib/ext目录,JDK扩展包,用户的配置目录(不谈恋爱没女朋友不行,其实没有女朋友一样可以活)

Application Class loader 用户应用程序加载器

AppClassLoader的实例:加载java.class.path指定的目录。用户应用程序class-path 或者java命令运行时参数 -cp(开发人员写的代码,对应类存放在哪里,JAVA是怎么知道的,为什么用eclipse和idea右键可以直接跑了,其实就是在底层指定目录地址,进行了加载)

(三)验证问题

查看类对应的加载器

通过JDK - API 进行查看:java.lang.类名.getClassLoader(), 返回装载类的加载器,如果类是BootstrapClassLoader加载的,那么这个方法在这种实现中就返回null。

Bootstrap Loader核心类库加载器

Extension Class Loader 扩展类加载器

Application Class loader用户应用程序加载器

示例

JVM如何知道类的位置

class信息存放在不同的位置,桌面jar,项目bin目录,target目录等等,查看openjdk源代码:sun.misc.Launcher.AppClassLoader,结论:读取java.class.path配置,指定去哪里地址加载类资源验证过程:利用jps,jcmd两个命令

1.jps查看本机JAVA进程

2.查看运行配置:jcmd 进程号 VM.system_properties

类不会重复加载

类的唯一性:同一个类加载器,类名一样,代表是同一个类。

识别方式:ClassLoader instance id + PackageName + ClassName

验证方式:使用类加载器,对同一个class类的不同版本,进行多次加载,检查是否加载到最新的代码。

LoaderTest 类

HelloWorld 类

不停止LoaderTest,修改java类HelloWorld编译成class。发现打印的内容不发生改变。

说明没有重复的进行加载。

类的卸载

类什么时候会被卸载,满足下面2个条件

1.该class所有的实例都已经被GC

2.加载改类的classLoader实例已经被gc

验证方式 jvm启动增加 -verbose:class参数,输出类加载和卸载的日志信息。

LoaderTest 类

双亲委派模型

一种行为的约束,为了避免重复加载,由下到上逐级委托,由上到下逐级查找。首先不会自己去尝试加载类,而是把这个请求委派给父加载器去完成,每一个层次的加载器都是如此,因此所有的类加载请求都会传给上层的启动类加载器。

只有当父加载器反馈自己无法完成该加载请求(该加载器的搜索范围中没有找到对应的类)时,子加载器才会尝试自己去加载。

双亲委派模型其实就是败家子模型,从下到上一层一层的委托,结果上层也搞不定,在从上到下一层一层的查找告诉最底层搞不定,自己想办法。类加载器之间不存在父类子类的关系,可以理解为逻辑上定义的上下级关系。

按照逻辑情况下,while (true) 内 每次new一个新的URLClassLoader,如果D盘的Helloorld发生改变的话,类加载也会重新加载新的导致,每次都是新的。但是有了双亲委派模型,他直接找他的上级加载器,上级一直是老的他不直接用他了,也就是说本身就是个败类肯定不会用自己的东西,肯定用上级的,所以改变的HelloWorld类不会被重新加载。

PS:千万不要将双亲认为是父节点,就是一个逻辑上定义的上下级关系。

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  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20210112A0FAQW00?refer=cp_1026
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