一、Class的生命周期
一个Class文件经过三个步骤才能加载到内存中:
- Loading(加载):class文件内是一个个二进制字节,将这些内容装到内存中。双亲委派机制。
- Linking(连接):该过程又分为3小步
- verification(验证):校验class文件是否符合标准,比如文件开头不是CAFEBABE,这一步就会失败
- preparation(准备):把class文件静态变量赋默认值(不是初始值)。如static int i = 8,在这个步骤会先把 i 赋成0而不是8
- resolution(识别):是把class文件常量池里面用到的符号引用,转换为直接内存地址,直接可以访问到的内容
- Initlalizing(初始化):静态变量被赋初始值,静态代码块被执行
二、 什么是双亲委派机制
虚拟机在加载类的过程中需要使用类加载器加载,在Java中类加载器有很多,类加载采用的是双亲委派机制。
Java中有四种类加载器,并且这四种加载器存在一种层次关系(不是继承),如图:
双亲委派机制.png
一般认为上一层加载器是下一层的父加载器,除了Bootstrap ClassLoader都是有父加载器的。
双亲委派机制指的就是:当一个类加载器收到了类加载请求的时候,它不会直接去加载指定的类,而是把这个请求委托给自己的父加载器去加载。只有父加载器无法加载这个类的时候,才会由当前这个加载器来负责类的加载。
Java中的这四种加载器都是有各自的职责的:
- BootStrap ClassLoader:主要负责加载Java核心类库,%JRE_HOME%\lib下的rt.jar、resources.jar、charsets.jar和class等
- Extention ClassLoader:主要负责加载目录%JRE_HOME%\lib\ext目录下的jar包和class文件
- Application ClassLoader:主要负责加载当前应用的classpath下的所有类
- Custom ClassLoader:用户自定义的类加载器,可加载指定路径下的class文件
由此可见,一个我们自定义的类是绝对不会被BootStrap和Extention加载器加载的。
下面详细说明一下双亲委派的过程:
类加载时首先会被委托给Custom ClassLoader,它内部维护着内存,第一次会找是否已经加载过。如果没有在它的自定义缓存找到的话,这时不会直接加载,而是会委托给父加载器Application ClassLoader,检查被加载过就返回,若没有被加载,继续向上委托给父加载器Extension ClassLoader。重复以上步骤直到委托给BootStrap ClassLoader,它是顶级加载器不能再向上委托了,这时反过来再向下委托加载,先尝试自己加载。每种加载器都有自己的职能,若自己加载不了,再依次向下委托给子加载器,如果到了Custom ClassLoader还没加载成功,就会抛出ClassNotFound异常。
总结一下就是:先向上委托检查,再向下委托加载
三、 为什么需要双亲委派机制
- 通过双亲委派机制,可以避免类的重复加载,当父加载器已经加载过某一个类时,子加载器就不会再重新加载这个类。
- 保证了安全性。因为Bootstrap ClassLoader在加载的时候,只会加载JAVA_HOME中的jar包里面的类,如java.lang.Integer,那么这个类是不会被随意替换的,除非有人跑到你的机器上, 破坏你的JDK。
那么,就可以避免有人自定义一个有破坏功能的java.lang.Integer被加载。这样可以有效的防止核心Java API被篡改。
四、 "父子加载器"之间的关系不是继承!
双亲委派模型中,类加载器之间的父子关系一般不会以继承(Inheritance)的关系来实现,而是都使用组合(Composition)关系来复用父加载器的代码的。
如下为ClassLoader中父加载器的定义:
public abstract class ClassLoader {
// The parent class loader for delegation
private final ClassLoader parent;
}
参考:马士兵老师,Hollis大佬的公众号
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