一、 类加载器

  ClassLoader即常说的类加载器,其功能是用于从Class文件加载所需的类,主要场景用于热部署、代码热替换等场景。

  系统提供3种的类加载器:Bootstrap ClassLoader、Extension ClassLoader、Application ClassLoader

  1.1 Bootstrap ClassLoader

  启动类加载器,一般由C++实现,是虚拟机的一部分。该类加载器主要职责是将JAVA_HOME路径下的\lib目录中能被虚拟机识别的类库(比如rt.jar)加载到虚拟机内存中。Java程序无法直接引用该类加载器

  1.2 Extension ClassLoader

  扩展类加载器,由Java实现,独立于虚拟机的外部。该类加载器主要职责将JAVA_HOME路径下的\lib\ext目录中的所有类库,开发者可直接使用扩展类加载器。 该加载器是由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader实现。

  1.3 Application ClassLoader

  应用程序类加载器,该加载器是由sun.misc.Launcher$AppClassLoader实现,该类加载器负责加载用户类路径上所指定的类库。开发者可通过ClassLoader.getSystemClassLoader()方法直接获取,故又称为系统类加载器。当应用程序没有自定义类加载器时,默认采用该类加载器。

  ClassLoader.java:

  public static ClassLoader getSystemClassLoader() {

  initSystemClassLoader(); //初始化系统类加载器

  if (scl == null) {

  return null;

  }

  SecurityManager sm = System.getSecurityManager();

  if (sm != null) {

  ClassLoader ccl = getCallerClassLoader();

  if (ccl != null ccl != scl !scl.isAncestor(ccl)) {

  sm.checkPermission(SecurityConstants.GET_CLASSLOADER_PERMISSION);

  }

  }

  return scl;

  }

  系统类加载器初始化:

  private static synchronized void initSystemClassLoader() {

  if (!sclSet) {

  if (scl != null)

  throw new IllegalStateException(recursive invocation);

  sun.misc.Launcher l = sun.misc.Launcher.getLauncher();

  if (l != null) {

  Throwable oops = null;

  scl = l.getClassLoader();

  try {

  scl = AccessController.doPrivileged(

  new SystemClassLoaderAction(scl));

  } catch (PrivilegedActionException pae) {

  oops = pae.getCause();

  if (oops instanceof InvocationTargetException) {

  oops = oops.getCause();

  }

  }

  if (oops != null) {

  if (oops instanceof Error) {

  throw (Error) oops;

  } else {

  throw new Error(oops);

  }

  }

  }

  sclSet = true;

  }

  }

  二、双亲委派模型

  ClassLoader的双亲委派模型中,各个ClassLoader之间的关系是通过组合关系来复用父加载器。当一个ClassLoader收到来类加载的请求,首先把该请求委派该父类ClassLoader处理,当父类ClassLoader无法处理时,才由当前类ClassLoader来处理。对于每个ClassLoader这个方式,也就是父类的优先于子类处理类加载的请求,那么也就是说任何一个请求第一次处理的便是最顶层的Bootstrap ClassLoader(启动类加载器)。

  类加载器的层级查找顺序依次为:启动类加载器,扩展类加载器,系统类加载器。系统类加载器是默认的应用程序类加载器。

  这样的好处是不同层次的类加载器具有不同优先级,比如所有Java对象的超级父类java.lang.Object,位于rt.jar,无论哪个类加载器加载该类,最终都是由启动类加载器进行加载,保证安全。即使用户自己编写一个java.lang.Object类并放入程序中,虽能正常编译,但不会被加载运行,保证不会出现混乱。那么有人会继续追问,如果自己再自定义一个类加载器来加载自己定义的java.lang.Object类呢? 这样做也是不会成功的,虚拟机将会抛出一异常。

  protected Class loadClass(String name, boolean resolve)

  throws ClassNotFoundException

  {

  synchronized (getClassLoadingLock(name)) {

  //检查该类是否已经加载过

  Class c = findLoadedClass(name);

  if (c == null) {

  //如果该类没有加载,则进入该分支

  long t0 = System.nanoTime();

  try {

  if (parent != null) {

  //当父类的加载器不为空,则通过父类的loadClass来加载该类

  c = parent.loadClass(name, false);

  } else {

  //当父类的加载器为空,则调用启动类加载器来加载该类

  c = findBootstrapClassOrNull(name);

  }

  } catch (ClassNotFoundException e) {

  //非空父类的类加载器无法找到相应的类,则抛出异常

  }

  if (c == null) {

  //当父类加载器无法加载时,则调用findClass方法来加载该类

  long t1 = System.nanoTime();

  c = findClass(name); //用户可通过覆写该方法,来自定义类加载器

  //用于统计类加载器相关的信息

  sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);

  sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);

  sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();

  }

  }

  if (resolve) {

  //对类进行link操作

  resolveClass(c);

  }

  return c;

  }

  }

  三、 经典应用场景

  Tomcat,类加载器架构,自己定义了多个类加载器,

  保证了同一个服务器的两个Web应用程序的Java类库隔离;

  保证了同一个服务器的两个Web应用程序的Java类库又可以相互共享;比如多个Spring组织的应用程序不能共享,会造成资源浪费;

  保证了服务器尽可能保证自身的安全不受不受部署Web应用程序影响;

  支持JSP应用的服务器,大多需要支持热替换(HotSwap)功能。

  OSGi(Open Service GateWay Initiative),是基于Java语言的动态模块化规范。已成为Java世界的“事实上”的模块化标准,最为熟悉的案例的Eclipse IDE。

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