【Java深入研究】2、JVM类加载机制

一、先看看编写出的代码的执行过程：

二、研究类加载机制的意义

从上图可以看出，类加载是Java程序运行的第一步，研究类的加载有助于了解JVM执行过程，并指导开发者采取更有效的措施配合程序执行。

研究类加载机制的第二个目的是让程序能动态的控制类加载，比如热部署等，提高程序的灵活性和适应性。

 

三、类加载的一般过程

原理：双亲委托模式

1、寻找jre目录，寻找jvm.dll，并初始化JVM；

2、产生一个Bootstrap Loader（启动类加载器）；

3、Bootstrap Loader自动加载Extended Loader（标准扩展类加载器），并将其父Loader设为Bootstrap Loader。

4、Bootstrap Loader自动加载AppClass Loader（系统类加载器），并将其父Loader设为Extended Loader。

5、最后由AppClass Loader加载HelloWorld类。

 

四、类加载器的特点

1、运行一个程序时，总是由AppClass Loader（系统类加载器）开始加载指定的类。

2、在加载类时，每个类加载器会将加载任务上交给其父，如果其父找不到，再由自己去加载。 
3、Bootstrap Loader（启动类加载器）是最顶级的类加载器了，其父加载器为null.

 

五、类加载器的获取

很容易，看下面例子

public  class HelloWorld {  
         public  static  void main(String[] args) {  
                 HelloWorld hello =  new HelloWorld();  
                 Class c = hello.getClass();  
                 ClassLoader loader = c.getClassLoader();  
                 System.out.println(loader);  
                 System.out.println(loader.getParent());  
                 System.out.println(loader.getParent().getParent());  
         }  
}

打印结果：

sun.misc.Launcher$AppClassLoader@19821f  
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@addbf1  
null  

从上面的结果可以看出，并没有获取到ExtClassLoader的父Loader，原因是Bootstrap Loader（启动类加载器）是用C语言实现的，找不到一个确定的返回父Loader的方式，于是就返回null。

 

六、类的加载

类加载有三种方式：

1、命令行启动应用时候由JVM初始化加载

2、通过Class.forName()方法动态加载

3、通过Class.getClassLoader().loadClass()方法动态加载

三种方式区别比较大，看个例子就明白了：

package zhongqiu.common.base;

public class ClassLoadDemo {
	static {
		System.out.println("ClassLoadDemo静态初始化块执行了！");
	}

	public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
		ClassLoader loader2 = ClassLoadDemo.class.getClassLoader();
		System.out.println(loader2);
		// 使用ClassLoader.loadClass()来加载类，不会执行初始化块
		// loader2.loadClass("zhongqiu.test.Test");
		// 使用Class.forName()来加载类，默认会执行初始化块
		// Class.forName("zhongqiu.test.Test");
		// 使用Class.forName()来加载类，并指定ClassLoader，初始化时不执行静态块
		Class.forName("zhongqiu.test.Test", false, loader2);
	}
}

七、自定义ClassLoader

package zhongqiu.common.base.classload;

import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
import java.net.URLClassLoader;

public class MyClassLoader {
	@SuppressWarnings("resource")
	public static void main(String[] args)
			throws MalformedURLException, ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException {
		URL url = new URL("file:/D:/javaworkspace/JavaCommon/src/");
		ClassLoader myloader = new URLClassLoader(new URL[] { url });
		Class c = myloader.loadClass("zhongqiu.common.base.classload.Test");
		Test t3 = (Test) c.newInstance();
	}
}

在Java.lang包里有个ClassLoader类，ClassLoader 的基本目标是对类的请求提供服务，按需动态装载类和资
源，只有当一个类要使用(使用new 关键字来实例化一个类)的时候，类加载器才会加载这个类并初始化。
一个Java应用程序可以使用不同类型的类加载器。例如Web Application Server中，Servlet的加载使用开发
商自定义的类加载器， java.lang.String在使用JVM系统加载器,Bootstrap Class Loader，开发商定义的其他类
则由AppClassLoader加载。在JVM里由类名和类加载器区别不同的Java类型。因此，JVM允许我们使用不同
的加载器加载相同namespace的java类，而实际上这些相同namespace的java类可以是完全不同的类。这种
机制可以保证JDK自带的java.lang.String是唯一的。

八、

为什么要使用这种双亲委托模式呢？

1. 因为这样可以避免重复加载，当父亲已经加载了该类的时候，就没有必要子ClassLoader再加载一次。
2. 考虑到安全因素，我们试想一下，如果不使用这种委托模式，那我们就可以随时使用自定义的String来动态替代java核心api中定义类型，这样会存在非常大的安全隐患，而双亲委托的方式，就可以避免这种情况，因为String已经在启动时被加载，所以用户自定义类是无法加载一个自定义的ClassLoader。