如何理解Java常见知识点中的classloader
本篇文章给大家分享的是有关如何理解Java常见知识点中的class loader,小编觉得挺实用的,因此分享给大家学习,希望大家阅读完这篇文章后可以有所收获,话不多说,跟着小编一起来看看吧。
站在用户的角度思考问题,与客户深入沟通,找到平城网站设计与平城网站推广的解决方案,凭借多年的经验,让设计与互联网技术结合,创造个性化、用户体验好的作品,建站类型包括:成都网站建设、成都做网站、企业官网、英文网站、手机端网站、网站推广、申请域名、虚拟空间、企业邮箱。业务覆盖平城地区。
一. 什么是classLoader
当我们写好一个Java程序之后,都是由若干个.class文件组织而成的一个完整的Java应用程序,当程序在运行时,即会调用该程序的一个入口函数来调用系统的相关功能,而这些功能都被封装在不同的class文件当中,所以经常要从这个class文件中要调用另外一个class文件中的方法,如果另外一个文件不存在的,则会引发系统异常。而程序在启动的时候,并不会一次性加载程序所要用的所有class文件,而是根据程序的需要,通过Java的类加载机制(ClassLoader)来动态加载某个class文件到内存当中的,从而只有class文件被载入到了内存之后,才能被其它class所引用。所以ClassLoader就是用来动态加载class文件到内存当中用的。
二. Java中默认提供的三个ClassLoader
BootStrap ClassLoader:称为启动类加载器,是Java类加载层次中最顶层的类加载器,负责加载JDK中的核心类库,如:rt.jar、resources.jar、charsets.jar等
Extension ClassLoader:称为扩展类加载器,负责加载Java的扩展类库,默认加载JAVA_HOME/jre/lib/ext/目下的所有jar。
App ClassLoader:称为系统类加载器,负责加载应用程序classpath目录下的所有jar和class文件。
除了Java默认提供的三个ClassLoader之外,用户还可以根据需要定义自已的ClassLoader,而这些自定义的ClassLoader都必须继承自java.lang.ClassLoader类,也包括Java提供的另外二个ClassLoader(Extension ClassLoader和App ClassLoader)在内,但是Bootstrap ClassLoader不继承自ClassLoader,因为它不是一个普通的Java类,底层由C++编写,已嵌入到了JVM内核当中,当JVM启动后,Bootstrap ClassLoader也随着启动,负责加载完核心类库后,并构造Extension ClassLoader和App ClassLoader类加载器。
三. ClassLoader原理
ClassLoader使用的是双亲委托模型来搜索类的,每个ClassLoader实例都有一个父类加载器的引用(不是继承的关系,是一个包含的关系),虚拟机内置的类加载器(Bootstrap ClassLoader)本身没有父类加载器,但可以用作其它ClassLoader实例的的父类加载器。当一个ClassLoader实例需要加载某个类时,它会试图亲自搜索某个类之前,先把这个任务委托给它的父类加载器,这个过程是由上至下依次检查的,首先由最顶层的类加载器Bootstrap ClassLoader试图加载,如果没加载到,则把任务转交给Extension ClassLoader试图加载,如果也没加载到,则转交给App ClassLoader 进行加载,如果它也没有加载得到的话,则返回给委托的发起者,由它到指定的文件系统或网络等URL中加载该类。如果它们都没有加载到这个类时,则抛出ClassNotFoundException异常。否则将这个找到的类生成一个类的定义,并将它加载到内存当中,最后返回这个类在内存中的Class实例对象。
为什么要使用双亲委托模型?
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。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中定义的类型,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已经在启动时就被引导类加载器(Bootstrcp ClassLoader)加载,所以用户自定义的ClassLoader永远也无法加载一个自己写的String,除非你改变JDK中ClassLoader搜索类的默认算法。
JVM在搜索类的时候,又是如何判定两个class是相同的呢?
JVM在判定两个class是否相同时,不仅要判断两个类名是否相同,而且要判断是否由同一个类加载器实例加载的。只有两者同时满足的情况下,JVM才认为这两个class是相同的。就算两个class是同一份class字节码,如果被两个不同的ClassLoader实例所加载,JVM也会认为它们是两个不同class。比如网络上的一个Java类org.classloader.simple.NetClassLoaderSimple,javac编译之后生成字节码文件NetClassLoaderSimple.class,ClassLoaderA和ClassLoaderB这两个类加载器并读取了NetClassLoaderSimple.class文件,并分别定义出了java.lang.Class实例来表示这个类,对于JVM来说,它们是两个不同的实例对象,但它们确实是同一份字节码文件,如果试图将这个Class实例生成具体的对象进行转换时,就会抛运行时异常java.lang.ClassCaseException,提示这是两个不同的类型。
四. 定义自己的classLoader
既然JVM已经提供了默认的类加载器,为什么还要定义自已的类加载器呢?
因为Java中提供的默认ClassLoader,只加载指定目录下的jar和class,如果我们想加载其它位置的类或jar时,比如:我要加载网络上的一个class文件,通过动态加载到内存之后,要调用这个类中的方法实现我的业务逻辑。在这样的情况下,默认的ClassLoader就不能满足我们的需求了,所以需要定义自己的ClassLoader。
定义自已的类加载器分为两步:
继承java.lang.ClassLoader
重写父类的findClass方法
读者可能在这里有疑问,父类有那么多方法,为什么偏偏只重写findClass方法?
因为JDK已经在loadClass方法中帮我们实现了ClassLoader搜索类的算法,当在loadClass方法中搜索不到类时,loadClass方法就会调用findClass方法来搜索类,所以我们只需重写该方法即可。如没有特殊的要求,一般不建议重写loadClass搜索类的算法。
五. Java类加载的步骤
Java虚拟机通过装载、连接和初始化一个类型,使该类型可以被正在运行的Java程序使用。
装载:把二进制形式的Java类型读入Java虚拟机中。
连接:把装载的二进制形式的类型数据合并到虚拟机的运行时状态中去。 1. 验证:确保Java类型数据格式正确并且适合于Java虚拟机使用。 2. 准备:负责为该类型分配它所需内存。 3. 解析:把常量池中的符号引用转换为直接引用。(可推迟到运行中的程序真正使用某个符号引用时再解析)
初始化:为类中的静态变量变量赋适当的初始值,执行静态代码块
所有Java虚拟机实现必须在每个类或接口首次主动使用时初始化。以下六种情况符合主动使用的要求:
当创建某个类的新实例时(new、反射、克隆、序列化)
调用某个类的静态方法
使用某个类或接口的静态字段,或对该字段赋值(用final修饰的静态字段除外,它被初始化为一个编译时常量表达式)
当调用Java API的某些反射方法时。
初始化某个类的子类时。
当虚拟机启动时被标明为启动类的类。
除以上六种情况,所有其他使用Java类型的方式都是被动的,它们不会导致Java类型的初始化。
对于接口来说,只有在某个接口声明的非常量字段被使用时,该接口才会初始化,而不会因为事先这个接口的子接口或类要初始化而被初始化。
父类需要在子类初始化之前被初始化,所以这些类应该被装载了。当实现了接口的类被初始化的时候,不需要初始化父接口。然而,当实现了父接口的子类(或者是扩展了父接口的子接口)被装载时,父接口也要被装载。(只是被装载,没有初始化)
以上就是如何理解Java常见知识点中的class loader,小编相信有部分知识点可能是我们日常工作会见到或用到的。希望你能通过这篇文章学到更多知识。更多详情敬请关注创新互联行业资讯频道。
新闻标题:如何理解Java常见知识点中的classloader
文章地址:http://scyanting.com/article/gppsdg.html