8.类加载器

作者: 雪关马不前 | 来源:发表于2019-11-25 09:25 被阅读0次

    虚拟机设计团队把类加载阶段中的“通过一个类的全限定名来获取描述此类的二进制字节流”这个动作放到Java虚拟机外部去实现,以便让应用程序决定如何去获取所需要的类。实现这个动作的代码模块称为“类加载器”。

    类与类加载器

    对于任意一个类,都需要由加载它的类加载器和这个类本身一同确立其在Java虚拟机中的唯一性,每个类加载器,都拥有一个独立的类名称空间。这句话可以表达得更通俗一些:比较两个类是否“相等”,只有在这两个类是由同一个类加载器加载的前提下才有意义,否则,即使这两个类来源于同一个Class文件,被同一个虚拟机加载,只要加载它们的类加载器不同,那这两个类必定不相等。

    这里所指的“相等”,包括代表类的Class对象的equals()方法、isAssignableFrom()方法、isInstance()方法的返回结果,也包括使用instanceof关键字做对象所属关系判定等情况。

    demo:不同的类加载器对instanceof关键字运算的结果的影响

    双亲委派模型

    从Java虚拟机的角度来讲,只存在两种不同的类加载器:一种是启动类加载器(Boostrap ClassLoader),这个类加载器使用C++语言实现,是虚拟机自身的一部分;另一种就是所有其他的类加载器,这些类加载器都由Java语言实现,独立于虚拟机外部,并且全都继承自抽象类java.lang.ClassLoader。

    从Java开发人员的角度来看,类加载器可以划分为:启动类加载器(Bootrap ClassLoader)、扩展类加载器(Extension ClassLoader)、应用程序加载器(Application ClassLoader)。

    1. 启动类加载器:负责将<JAVA_HOME>\lib目录中的,或者被-Xbootclasspath参数所指定的路径中的,并且是虚拟机识别的类库加载到虚拟机内存中。无法被Java程序直接引用,用户在编写自定义加载器时,如果需要把加载请求委派给引导类加载器,那直接使用null代替即可。

    2. 扩展加载器:这个加载器由sun,miscLauncher $ExtClassLoader实现,它负责加载<JAVA_HOME>\lib\ext目录中的,或被java.ext.dirs系统变量所制定的路径中的所有类库,开发者可以直接使用扩展加载器。

    3. 应用程序加载器:这个类加载器由sun.misc.Launcher $App-ClassLoader实现。由于这个类加载器时ClassLoader中的getSystemClassLoader()方法的返回值,所以一般也称它为系统类加载器。它负责加载用户类路径(ClassPath)上所指定的类库,开发者可以直接使用这个类加载器,如果应用程序中没有自定义过自己的加载器,一般情况下这个就是程序中默认的加载器。

    图中所展示的类加载器之间的这种层次关系,称为类加载器的双亲委派模型。双亲委派模型要求除了顶层的启动类加载器外,其余的类加载器都应有自己的父类加载器。这里类加载器之间的父子关系一般不会以继承的关系来实现,而是都是用组合关系来复用父加载器的代码。

    工作流程

    如果一个类加载器收到了类加载的请求,它首先不会自己去尝试加载这个类,而是把这个请求委派给父类加载器去完成,每一个层次的加载器都是如此,因此所有的加载请求最终都应该传送到顶层的启动类加载器中,只有当父加载器反馈自己无法完成这个加载请求(它的搜索范围中没有找到所需的类)时,子加载器才会尝试自己去加载。

    双亲委派的优点

    使用双亲委派模型来组织类加载器之间的关系,好处就是Java类随着它的类加载器一起具备了一种带有优先级的层次关系。最终都是委派给处于模型最顶端的启动类加载器进行加载。相反,如果没有使用双亲委派模型,由各个加载器自行去加载的话,如果用户自己编写一个称为java.lang.Object的类,并放在程序额ClassPath中,那系统中将会出现多个不同的Object类,Java类型体系中最基础的行为也就无法保证,应用程序也将会变得一片混乱。

    双亲委派的实现

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