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再次深入理解类加载机制(一)

发表于: 2015-04-08   作者:come_for_dream   来源:转载   浏览次数:
摘要: 在刚刚接触Java的时候就对类的加载体系做过一个小小的总结,但是现在感觉很有必要再次总结一下。   一、类的加载方法 1、ClassLoader的的基本概念:        与c与c++编写的程序不同,Java程序并不是可执行文件,而是有许多的类文件组成,每个文件对应一个Java类。而且这些类并不是全部装进内存,而是根据程序运行的需要逐步装

在刚刚接触Java的时候就对类的加载体系做过一个小小的总结,但是现在感觉很有必要再次总结一下。

 

一、类的加载方法

1、ClassLoader的的基本概念:

       与c与c++编写的程序不同,Java程序并不是可执行文件,而是有许多的类文件组成,每个文件对应一个Java类。而且这些类并不是全部装进内存,而是根据程序运行的需要逐步装载。ClassLoader是JVM的实现的一部分。

 

2、ClassLoader的加载流程

       当运行第一个程序的时候JVM启动,运行bootstrap classloader,该加载器负责加载核心Java API,然后调用ExtClassLoader加载扩展API,最后AppClassLoader加载CLASSPATH目录下面定义的Class。

 

 

首先我们应该要知道ClassLoader除了将Class加载到JVM中之外,还有一个重要的作用就是审查每个类应该由谁进行加载,这是一种父类优先的机制。

除了这两个作用还有就是将Class字节码重新解析成JVM统一要求的格式。

 

下面是ClassLoader类的loadClass方法:

 

 
    protected synchronized Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
	throws ClassNotFoundException
    {
	// First, check if the class has already been loaded
	Class c = findLoadedClass(name);
        //该类还没有被加载,那么则
	if (c == null) {
	    try {
                //如其父类不为空,那么则使用其父类进行加载(父类委托机制)
		if (parent != null) {
		    c = parent.loadClass(name, false);
		} 
                //如果其父类为空则使用BootstrapClass进行加载
                else {
		    c = findBootstrapClass0(name);
		}
	    } catch (ClassNotFoundException e) {
	        // If still not found, then invoke findClass in order
	        // to find the class.
                //如果此类的父类加载器无法加载该类,那么有此类加载器的findClass进行类字节码                  的加载
	        c = findClass(name);
	    }
	}
        //是否需要解析类,如果resolve=true时,则保证已经装载,而且已经连接了。resolve=falses时,则仅仅是去装载这个类,不关心是否连接了,所以此时可能被连接了,也可能没有被连接
	if (resolve) {
	    resolveClass(c);
	}
	return c;
    }

 上面的代码可以看出,一个类的加载过程使用了一种父类委托的模式,这种模式的好处主要有两种:

1、可以避免重复加载,当父类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,如果不使用这种委托模式,那么可以随时使用自定义的String来动态代替Java核心API中定义的类型,这样做会存在非常大的安全隐患,而父类委托模式就可以避免这种情况,因为服加载器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String的。

 

 

 除了上面的loadClass方法外方法还有几个比较重要的 

 

protected final Class<?> defineClass
protected Class<?> findClass(String name)
protected final void resolveClass(Class<?> c) 

 

 

上面的loadClass方法的作用只是启动类的加载,指定类应该由谁进行加载。而具体的怎么加载需要用到

defineClass方法:其能够将byte字节流解析成JVM能够识别的Class对象。

然后还有一个findClass方法:

findClass:负责取得需要加载的类的字节码,然后可以调用definedClass方法生成类的Class对象。

有了这样两个方法我们不仅仅可以通过class文件实例化对象,还可以通过网络接受字节码实例化对象。

一般我们配合使用defineClass和findClass 方法,直接覆盖ClassLoader父类的findClass方法来实现类的加载规则,findClass取得需要加载的类的字节码,defineClass根据字节码创建类对象

 

 

 破坏双亲委派模型

  

双亲委派模型第一次被破坏:

    双亲委派模型在jdk1.2的时候才被引入,提供了findClass方法供用户进行重写以指定自己的类加载规则,但是在jdk1.2之前用户继承ClassLoader的目的就是为了重写loadClass方法,但是双亲委派的具体逻辑就实现在这个方法之中,所以在JDK1.2之后就不提倡用户覆盖loadClass方法,而应当把自己得把类加载逻辑卸载findClass方法中,如果父类加载其加载失败会调用自己的findClass进行类的加载,这样就可以保证心写出来的类加载器符合双亲委派模型。

 

双亲委派模型第二次被破坏:

 双亲委派模型的第二次破坏是由这个模型本身造成的,这个模型中是越基础的类越由上层的加载器加载,之所以基础是因为他们总是被作为用户调用的API但是事无绝对,如果基础类又要调用用户的代码怎么办???

    一个典型的例子就是JNDI,他的代码由启动类进行加载,但是JNDI的目的是对资源进行集中管理和查找,他需要调下用调用独立厂商实现并部署在应用程序ClassPath

下的JNDI接口提供者,这个问题的解决是在程序中引入了不太优雅的设计:线程上下文类加载器,JNDI可以使用这个线程上下文类加载器去加载所需要的SPI,也就是父类加载器请求自类加载器去完成类加载的动作,这已经违反了双亲委派模型的一般性原则,在Java中所有涉及SPI的如jNDI  ,   JDBC  , JCE ,  JAXB和JBI都使用这种模型来进行类的加载。

 

 

 双亲委派模型第三次被破坏:

这里主要是说OSGI为了实现Java模块化热部署而自定义的类加载机制的实现。它把双亲委派模型的树状结构改编成了自己的更加复杂的网状结构,具体的这里已经暂时超过了小菜的讨论范围

 

 

 

 

 

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