目录
- 引言
- java类加载流程
- java类加载机制
- 类加载原理
- 双亲委派机制 - Tomcat中双亲委派机制的应用
引言
JVM(java virtual machine)是决定java语言可以跨平台执行的重要因素。对于不同的操作系统，java语言均实现了一套可供执行程序的JVM环境。在我们的程序开始执行时，我们将Java类文件读取到JVM提供的类加载器中；加载后，在内存中将保存我们程序中使用的java类。
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java类加载流程
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java类加载逻辑流程
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- java类加载流程详解
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类加载：类文件从磁盘中读入到内存中
（1）验证阶段：验证字节码文件中格式是否合法.
（2）准备阶段：为程序中静态变量（static）赋默认值；一般int类型为0，bool类型为false
（3）解析阶段：将(静态变量)符号引用替换为直接引用；
该阶段将静态方法替换为指向数据所存内存的指针或句柄，被称为静态链接过程；
注：动态链接过程:在运行期间完成将符号引用变为直接引用。
（4）初始化：最后对类静态变量赋指定值（即赋值语句中的值） - JVM懒加载特性
思考以下场景
class A {
static {
system.out.println("load A");
}
public A() {
system.out.println("initual A");
}
public static void main(String[] args) {
# 思考以下两种初始化方法有何不同
A a = new A();
A a = null;
}
}
new A:
打印"load A"与"initual A"字段
A a = null:
懒加载将不加载A()的方法，仅会在类加载阶段加载类的静态方法
java的双亲委派机制
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双亲委派机制流程：
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其中：
（1）引导类加载器：负责加载支撑了JVM运行的位于JRE目录下的核心类库，例如： rt.jar, charset.jar等
（2）扩展类加载器：负责加载支持JVM运行的位于JRE lib目录下的ext jar包
（3）应用类加载器：加载ClassPath下的类包，主要加载开发者自己创建的类 -
双亲委派/类加载原理：
（1）Launcher类：rt.jar下的核心类，负责类文件的加载
详细：待补充
（2）类加载入口方法：getClassLoader()
代码：
public classLoader getClassLoader() {
return this.loader;（loader通过Launcher()方式获取，该方法默认从AppClassLoader中进行加载，故开发者的类加载过程一般从App类加载器开始）
}
思考：从AppClassLoader开始加载的优点？
通过第一次加载将引导类与扩展类中相关类文件代入AppClass类加载中，后续仅访问AppclassLoader即可实现对所有资源的加载
（3）AppClass类中核心方法loadClass()解析：
// 注：以下为根据理解形成的伪代码
public LoaderClass loadClass() {
Class<?> c = findLoadClass(name); // 从Appclass目录下加载类文件
if (parent != null) {
c = parent.loadClass(name); // 在AppClass目录下未找到对应的类文件，尝试从它的父类(Ext)目录下加载类文件
} else {
c = findBootstrapClassOrNull(name); // 尝试通过BootstrapClass目录下获取类文件
}
if (c == null) {
c = findClass(name); // 都找不到，最后回到AppClass中的findClass方法
}
return c;
}
（4）双亲委派机制设计思想：
（4.1）沙箱安全机制：防止开发者用自己写的核心类（或其他）篡改核心库Api，例如：
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（4.2）避免类的重复加载
- 尝试自定义类加载器：
思路：实现自定类加载器需要继承 java.lang.ClassLoader 类，该类有两个核心方法，一个是 loadClass(String, boolean)，实现了双亲委派机制，还有一个方法是findClass，默认实现是空方法，所以我们自定义类加载器主要是重写这个方法。
import java.io.FileInputStream;
import java.lang.reflect.Method;
public class MyClassLoaderTest {
static class MyClassLoader extends ClassLoader {
private String classPath;
public MyClassLoader(String classPath) {
this.classPath = classPath;
}
private byte[] loadByte(String name) throws Exception {
name = name.replaceAll("\\.", "/");
FileInputStream fis = new FileInputStream(classPath + "/" + name + ".class");
int len = fis.available();
byte[] data = new byte[len];
fis.read(data);
fis.close();
return data;
}
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
try {
byte[] data = loadByte(name);
return defineClass(name, data, 0, data.length);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
throw new ClassNotFoundException();
}
}
}
public static void main(String args[]) throws Exception {
MyClassLoader classLoader = new MyClassLoader("D:/test");
Class clazz = classLoader.loadClass("User");
Object obj = clazz.newInstance();
Method method = clazz.getDeclaredMethod("sout", null);
method.invoke(obj, null);
System.out.println(clazz.getClassLoader().getClass().getName());
}
}
- 尝试打破双亲委派机制
思路：重写 java.lang.ClassLoader 类中loadClass方法，实现以下功能：当类加载机制从AppClassLoader开始时，不向上层的Loader类进行委托。
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException {
synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
Class<?> c = findLoadedClass(name);
// 当c=null时，不调用parent.loadClass(name)方法
if(c==null){
long t1 = System.nanoTime();
c = findClass(name);
sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().
addElapsedTimeFrom(t1);
sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
}
if (resolve) {
resolveClass(c);
}
return c;
}
}
}
Tomcat中双亲委派机制的应用
- 双亲委派机制给Tomcat带来的问题：
待补充 -
Tomcat8中的实现：
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