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KyrieChang/JVMClassLoader

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JVMClassLoader

JVMClassLoader

Java虚拟机与程序的生命周期

  1、执行了System.exit() 方法。

  2、程序正常执行结束。

  3、程序在执行过程中遇到了异常或者错误而导致程序终止。

  4、由于操作系统出现错误而导致Java虚拟机终止。

JVM 类加载顺序(加载,连接,初始化)

加载:查找并加载类的二进制数据到内存中

  说明:类的加载是指将类的.class文件二进制数据读入内存中,将其放在运行时方法区内,然后在堆区创建一个java.lang.Class 对象,用来封装类在方法区内的数据结构。(java.lang.Class 对象是jvm帮我们创建的,例如:反射的时候可以用到)

重要:加载.class 文件的方式

  • 从本地磁盘加载(最简单的一种方式)
  • 通过网络下载.class 文件(URLClassLoader 常见)
  • 从zip,jar 等文件中加载.class 文件(常见)
  • 从专有的数据库中提取.class 文件(不常见)
  • 将java源文件动态编译为.class 文件(不常见)

  每一个类的class对象是jvm 在加载类的时候就创建在内存中,使用的时候直接获取即可!!!如:Class clazz = Class.forName("java.lang.String");

连接

  • 验证:确保被加载类的正确性(防止恶意的class文件)
  • 准备:为类的静态变量分配内存,并将其转化为默认值(int:0;boolean:false;引用类型:null)
  • 解析:把类中的符号引用转化为直接引用

初始化:为类的静态变量赋予正确的初始值

例如  

public class Test{
private static int nums = 0;  (准备阶段默认值为0,初始化之后正确赋值为0)
private static Object obj = new Object(); (准备阶段默认值为null,初始化之后正确的赋值为object 的实例)
private static boolean flag = true; (准备阶段默认值为false,初始化之后的正确赋值为true)
}

什么情况初始化?

  • 首先说一个知识点,Java 程序对类的使用分两种
  • 主动使用(初始化)
  • 被动使用

主动使用的场景如下:(必须首次主动使用才会初始化)

  • 创建类的实例
  • 访问某个类或者接口的静态变量,或者对该静态变量赋值(A.nums=0 等等)
  • 调用类的静态方法(A.method())
  • 反射(如 Class.forName(com.kyrie.peng.Test))
  • 初始化一个类的子类
  • Java虚拟机启动时被标明为启动类的类(Java Test,比如这个类里面存在main方法)

类加载器(父委托机制)

一、虚拟机自带的加载器

  • 根类加载器(Bootstrap),使用C++编写,java程序员无法在程序中获取

该类没有父类加载器,它是负责加载虚拟机的核心类库,比如java.lang.*等


   Class clazz = Class.forName("java.lang.String");
   System.out.println(clazz.getClassLoader()); // 打印结果为 null,这个是根类加载器加载的,是得不到这个加载器的
   
  • 扩展类加载器(Extension),使用java代码实现

该类的父加载器为根类加载器,它是从java.ext.dir 系统属性所指定的目录中加载类库,或者从jdk的安装目录的jre\lib\ext 子目录(拓展目录)下加载类库,如果用户创建的JAR 文件放在这个目录下,也会自动由扩展类加载器加载。拓展类加载器是纯java类 ,是java.lang.ClassLoader 的子类。

  • 系统类加载器(应用类加载器System),使用java 代码实现

它的父加载器是拓展类加载器。它从环境变量classpath或者系统属性java.class.path 所指定的目录中加载类,它是用户自定义的类加载 器的父加载器,系统类加载器是纯java 类,是java.lang.Classloader类的子类.

二、自定义类加载器

  • java.lang.ClassLoader 的子类
  • java 提供了抽象类java.lang.ClassLoader,所有的自定义的类加载器应该继承Classloader
  • 1、当生成了一个自定义的类加载器实例时,如果没有指定它的父加载器,那么系统类加载器就成为它的父类加载器(默认构造方法)
  • 2、当生成了一个自定义加载器实例时,如果指定了它的父加载器,那么指定的加载器就成为新new出来的加载器的父加载器(有参数的构造方法)
  • 关系图如下: Aaron Swartz 注意:父子类加载器不一定是继承关系,子类加载器不一定继承父类加载器!!!所有加载器有且只有一个父类加载器(根加载器除外)

三、父委托机制

  • 父委托机制如下:

Class sampleClass = loader4.loaderClass("Sample"); loader1 <- loader2 <- loader3 <- loader4 首先loader4从自己的命名空间中查找Sample 类是否已经被加载,如果已经加载,就直接返回 Sample 类的Class 对象的引用。如果没有被加载,那么4委托3去加载,3委托2去加载,2委托1去加载!! 如果1能加载,那么就直接返回Calss 对象的引用,如果1不能加载,那么2就去加载、、、直到4去加载。 如果4的所有父加载器,以及4也不能加载,那么将抛出一个ClassNotFoundException 异常

四、命名空间

  • 每个类加载器都有自己的命名空间,命名空间由该类加载器以及所有的父类加载器所构成,在同一个 命名空间中不会出现类完整名字相同的类;在不同的命名空间中有可能会出现类的完整名称相同的类!!
  • 如:loader1 <- loader2 是父子加载器 loader3 跟他们没关系,那么,如果loader2 加载一个A类,那么它的父类 loader1 再去加载A类是不成功的。 但是loader3 可以再次把A类加载到内存中!!!因为它们在不同的命名空间中。

五、运行时包

  • 由同一个类加载器加载的属于相同的包的类组成了运行时包。决定两个类是不是同一个运行时包,不仅要看它们 的包名是否相同,还要看定义类加载器是否相同。只有属于同一运行时包的类才能互相访问包可见 (即默认访问级别)的类和类成员。
  • 作用: 这样的限制能避免用户自定义的类冒充核心类库的包可见成员。假设用户自定义了一个类java.lang.Spy ,并且由用户自定义的类加载器加载,由于java.lang.Spy 和核心类库java.lang.* 由不同的加载器 加载,它们属于不同的运行时包,所以java.lang.Spy 不能访问核心类库java.lang包中的包可见成员

六、自定义类加载器

  • 必须要重写ClassLoader类的findClass() 方法

结束,代码之后贴上

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