类加载器详解

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类加载器详解


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类加载器是负责将可能是网络上、也可能是磁盘上的class文件加载到内存中。并为其生成对应的java.lang.class对象。一旦一个类被载入JVM了,同一个类就不会被再次加载。


那么怎样才算是同一个类?在JAVA中一个类用其全限定类名(包名和类名)作为其唯一标识,但是在JVM中,一个类用其全限定类名和其类加载器作为其唯一标识。也就是说,在JAVA中的同一个类,如果用不同的类加载器加载,则生成的class对象认为是不同的。


当JVM启动时,会形成由三个类加载器组成的初始类加载器层次结构


1、启动类加载器BootstrapClassLoader:

        是嵌在JVM内核中的加载器,该加载器是用C++语言写的,主要负载加载JAVA_HOME/lib下的类库,启动类加载器无法被应用程序直接使用。


2、扩展类加载器Extension ClassLoader:

        该加载器器是用JAVA编写,且它的父类加载器是Bootstrap,是由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader实现的,主要加载JAVA_HOME/lib/ext目录中的类库。开发者可以这几使用扩展类加载器。


        我们知道java中系统属性java.ext.dirs指定的目录由ExtClassLoader加载器加载,如果程序中没有指定该系统属性(Djava.ext.dirs=sss/lib)那么该加载器默认加载$JAVA_HOME/lib/ext目录下的所有jar文件,通过程序来看下系统变量java.ext.dirs所指定的路径:

public class Test
{
   public static void main(String[] args)
   
{
       System.out.println(System.getProperty("java.ext.dirs"));
   }
}


执行结果:

C:Program Files (x86)Javajdk1.6.0_43jrelibext;C:WindowsSunJavalibext


3、系统类加载器App ClassLoader:

        系统类加载器,也称为应用程序类加载器,负责加载应用程序classpath目录下的所有jar和class文件。它的父加载器为Ext ClassLoader。

public class Test
{
   public static void main(String[] args)
   
{
       System.out.println(ClassLoader.getSystemClassLoader());
   }
}


执行结果:

sun.misc.Launcher$AppClassLoader@addbf1


程序中的方法是返回委托的系统类加载器,通过执行结果,可以知道,系统类加载器是通过sun.misc.Launcher$AppClassLoader实现的。

上述三种类加载器的层次关系如下:

类加载器详解

注意:类加载器的体系并不是“继承”体系,而是委派体系,大多数类加载器首先会到自己的parent中查找类或者资源,如果找不到才会到自己本地查找。类加载器的委托行为动机是为了避免相同的类被加载多次。


我们可以通过程序来验证下:

public static void main(String[] args)
   
{
       System.out.println(ClassLoader.getSystemClassLoader().getParent());
   }


执行结果:

sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@42e816


在这里可以看到,Application ClassLoader的父加载器确实是ExtClassLoader。


我们在往上走一层,如果猜想没错的话,ExtClassLoader的父加载器应该是BootStrap ClassLoader

public static void main(String[] args)
   
{
       System.out.println(ClassLoader.getSystemClassLoader().getParent().getParent());
   }


执行结果:

null


这里不是说ExtClassLoader没有父加载器,而是因为Bootstrap ClassLoader使用C++写的。  

类加载器详解


UML类图:

类加载器详解


我们解读源码来看下这些类的继承关系


AppClassLoader与ExtClassLoader都是Lancher的内部类:

static class ExtClassLoader extends URLClassLoader

static class AppClassLoader extends URLClassLoader

public class URLClassLoader extends SecureClassLoader

public class SecureClassLoader extends ClassLoader

public abstract class ClassLoader


我们有这样一个结论,除了启动类加载器Bootstrap ClassLoader,其他的类加载器都是ClassLoader的子类。


我们来反编译看下rt.jar,在sun.misc.Launcher$AppClassLoader路径中,看下AppClassLoader的源码:

static class AppClassLoader extends URLClassLoader
 
{
   public static ClassLoader getAppClassLoader(ClassLoader paramClassLoader)
     throws IOException
   
{
     String str = System.getProperty("java.class.path");
     File[] arrayOfFile = (str == null) ? new File[0] : Launcher.access$200(str);
     return ((AppClassLoader)AccessController.doPrivileged(new PrivilegedAction(str, arrayOfFile, paramClassLoader)
     {
       public Object run() {
         URL[] arrayOfURL = (this.val$s == null) ? new URL[0] : Launcher.access$300(this.val$path);
         return new Launcher.AppClassLoader(arrayOfURL, this.val$extcl);
       }
     }));
   }


在第6行代码中可以看到,系统类加载器只能加载java.class.path路径下的class文件。我们通过程序看下java.class.path指定的路径

public class Test
{
   public static void main(String[] args)
   
{
       System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));
   }
}


执行结果:


如果是JAVA工程:

F:workSpacetestbin


如果是JAVAWEB工程:

F:workSpacestudyWebRootWEB-INFclasses


双亲委派模型

如果一个类加载器收到了一个类加载请求,它不会自己去尝试加载这个类,而是把这个请求转交给父类加载器去完成。每一个层次的类加载器都是如此。


因此所有的类加载请求都应该传递到最顶层的启动类加载器中,只有到父类加载器反馈自己无法完成这个加载请求(在它的搜索范围没有找到这个类)时,子类加载器才会尝试自己去加载。委派的好处就是避免有些类被重复加载。


双亲委派的实现比较简单,我们来看下源码:

protected synchronized Class<?> loadClass(String paramString, boolean paramBoolean)
   throws ClassNotFoundException
 {
      //检查是否被加载过
   Class localClass = findLoadedClass(paramString);
      //如果没有加载,则调用父类加载器
   if (localClass == null) {
     try {
          //父类加载器不为空
       if (this.parent != null)
         localClass = this.parent.loadClass(paramString, false);
       else {
            //父类加载器为空,则使用启动类加载器
         localClass = findBootstrapClass0(paramString);
       }
     }
     catch (ClassNotFoundException localClassNotFoundException)
     {
          //如果父类加载失败,则使用自己的findClass方法进行加载
       localClass = findClass(paramString);
     }
   }
   if (paramBoolean) {
     resolveClass(localClass);
   }
   return localClass;
 }


先检查是否已经被加载过,若没有加载则调用父类加载器的loadClass方法,若父类加载器不存在,则使用启动类加载器。如果父类加载器加载失败,则抛出异常之后看,再调用自己的findClass方法进行加载。

作者:冬瓜蔡
原文:http://www.cnblogs.com/dongguacai/p/5879931.html

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始发于微信公众号: Java知音