JVM-类加载子系统

2022-08-18 17:33:53 浏览数 (1)

一、加载：

  1. 通过一个类的全限定类名获取定义此类的二进制字节流
  2. 将这个字节流所代表的静态存储结构转化成方法区的运行时数据结构
  3. 在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为方法区这个类的各种数据访问入口

加载.class文件的方式

  • 从本地系统中直接加载
  • 运行时计算生成，最多使用的是动态代理技术
  • 从加密文件中获取

二、链接：

  1. 验证：
  • 目的在于确保Class文件的字节流中包含信息符合当前虚拟机要求，保证被加载类的正确性，不会危害虚拟机自身安全
  • 主要包括四种验证，文件格式验证、元数据验证、字节码验证、符号引用验证
  1. 准备
  • 为类分配内存并且设置该类变量的默认初始值，即零值
  • 这里不包含用final修饰的static，因为final在编译的时候会分配，准备阶段会显式初始化
  • 这里不会为实例变量分配初始化，类变量会分配在方法区中，而实例变量是会随着对象一起分配到Java堆中
  1. 解析
  • 将常量池内的符号引用转换为直接引用的过程
  • 事实上，解析操作往往会伴随着JVM在执行完初始化之后再执行

三、初始化

  • 初始化截断能就是执行类构造器<clinit>()的过程
  • 构造器方法中指令按语句在源文件中出现的顺序执行
  • <clinit>()不同于类的构造器。（关联：构造器是虚拟机视角下的<init>()）
  • 若该类具有父类，JVM会保证子类的<clinit>()执行前，父类的<clinit>()已经执行完毕
  • 虚拟机必须保证一个类的<clinit>()方法在多线程下被同步加锁

类加载器的分类 1、启动类加载器（引导类加载器，Bootstrap ClassLoader）

  • 这个类加载使用C/C 语言实现，嵌套在JVM内部
  • 用来加载JAVA的核心类库（JAVA——HOME/jar/lib/rt.jar、resource.jar或sun.boot.class.path路径下的内容），用于提供JVM自身需要的类
  • 并不继承自java.lang.ClassLoader,并没有父加载器
  • 加载扩展类和应用程序加载器，并指定为他们的父类加载器
  • 处于安全考虑，Bootstrap启动类加载器只加载包名为java、javax、sum等开头的类

2、扩展类加载器（Extension ClassLoader）

  • 派生于ClassLoader类
  • 父类加载器为启动类加载器
  • 从java.ext.dirs系统属性所指定的目录中加载类库，或从JDK的安装目录的jre/lib/ext子目录下加载类库

3、应用程序类加载器（系统类加载器，AppClassLoader）

  • 派生于ClassLoader类
  • 父类加载器为扩展类加载器
  • 他负责加载环境变量classpath或系统属性，java.class.path指定路径下的类库
  • 该类加载是程序中默认的类加载器，一般来说，Java应用的类都是它来完成加载
  • 通过ClassLoader.getSystemClassLoader();方法可以获取到该类加载器
代码语言：javascript复制
// 获取系统类加载器 --> Application ClassLoader
ClassLoader systemClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();
// jdk.internal.loader.ClassLoaders$AppClassLoader@2437c6dc
System.out.println(systemClassLoader);

// 获取其上层：扩展类加载器 --> Extension ClassLoader
ClassLoader systemClassLoaderParent = systemClassLoader.getParent();
// jdk.internal.loader.ClassLoaders$PlatformClassLoader@4c203ea1
System.out.println(systemClassLoaderParent);

// 获取其上层：获取不到引导类加载器 --> Bootstrap ClassLoader
ClassLoader systemClassLoaderParentParent = systemClassLoaderParent.getParent();
System.out.println(systemClassLoaderParentParent);

// 获取用户自定义的类加载器：默认使用系统类加载器进行加载
ClassLoader classLoader = ClassLoaderTest.class.getClassLoader();
// jdk.internal.loader.ClassLoaders$AppClassLoader@2437c6dc
System.out.println(classLoader);

// String 是由引导类加载器加载的 --> 系统核心类库都是由引导类加载器加载
ClassLoader classLoader1 = String.class.getClassLoader();
System.out.println(classLoader1);

自定义类加载器

在什么情况下 需要自定义的加载器？ 1、隔离加载器 2、修改类加载方式 3、拓展加载类 4、防止源码泄露

双亲委派机制 工作原理：

  1. 如果一个类加载器收到了类加载请求，他并不会自己先去加载，而是把这个请求委托给父类的加载器去执行
  2. 如果类加载器还存在其父类加载器，则进一步向上委托，依次递归请求最终到达顶层的启动类加载器
  3. 如果父类加载器可以完成,就成功返回，如果类加载器无法完成此加载任务，子加载器才会尝试自己去加载，这就是双亲委派机制

优势：

  • 避免重复加载
  • 保护程序安全，防止核心API被随意修改
  • 在JVM中标识两个class对象是否为同一个类存在两个必要条件：
    1. 类的完整类名必须一直，包括包名
    2. 加载这个类的ClassLoader（指ClassLoader实例对象）必须相同
  • 在JVM中，即使两个类对象来源同一个Class文件，被同一个虚拟机加载，但只要加载他们的ClassLoader实例对象不同，那么这两个类对象也是不相等的
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