Java類加載源碼閱讀

JVM自帶加載器

  • 啟動類加載器 BootStrap ClassLoader:最頂層的類加載器,負責加載 JAVA_HOME\lib 目錄中的,或通過-Xbootclasspath參數(shù)指定路徑中的,且被虛擬機認可(按文件名識別,如rt.jar)的類??梢酝?code>System.getProperty("sun.boot.class.path")查看加載的路徑。
  • 擴展類加載器 Extention ClassLoader:主要加載目錄%JRE_HOME%\lib\ext目錄下的jar包和class文件,或通過java.ext.dirs系統(tǒng)變量指定路徑中的類庫。也可以通過System.out.println(System.getProperty("java.ext.dirs"))查看加載類文件的路徑。
  • 應用程序類加載器 Application ClassLoader:也叫做系統(tǒng)類加載器,可以通過getSystemClassLoader()獲取,負責加載用戶路徑classpath上的類庫。如果沒有自定義類加載器,一般這個就是默認的類加載器。


類加載層次關系

類加載層次關系

類加載器之間的這種層次關系叫做雙親委派模型。

雙親委派模型要求除了頂層的啟動類加載器(Bootstrap ClassLoader)外,其余的類加載器都應當有自己的父類加載器。這里的類加載器之間的父子關系一般不是以繼承關系實現(xiàn)的,而是用組合實現(xiàn)的。

  • 下面看一段源碼
public class Launcher {
    private static Launcher launcher = new Launcher();
    private static String bootClassPath =
        System.getProperty("sun.boot.class.path");

    public static Launcher getLauncher() {
        return launcher;
    }

    private ClassLoader loader;

    public Launcher() {
        // Create the extension class loader
        ClassLoader extcl;
        try {
            extcl = ExtClassLoader.getExtClassLoader();
        } catch (IOException e) {
            throw new InternalError(
                "Could not create extension class loader", e);
        }

        // Now create the class loader to use to launch the application
        try {
            loader = AppClassLoader.getAppClassLoader(extcl);
        } catch (IOException e) {
            throw new InternalError(
                "Could not create application class loader", e);
        }

        Thread.currentThread().setContextClassLoader(loader);
    }

    /*
     * Returns the class loader used to launch the main application.
     */
    public ClassLoader getClassLoader() {
        return loader;
    }
    /*
     * The class loader used for loading installed extensions.
     */
    static class ExtClassLoader extends URLClassLoader {}

    /**
      * The class loader used for loading from java.class.path.
      * runs in a restricted security context.
      */
    static class AppClassLoader extends URLClassLoader {}


從源碼中我們看到
(1)Launcher初始化的時候創(chuàng)建了ExtClassLoader以及AppClassLoader,并將ExtClassLoader實例傳入到AppClassLoader中。
(2)雖然上一段源碼中沒見到創(chuàng)建BoopStrap ClassLoader,但是程序一開始就執(zhí)行了System.getProperty("sun.boot.class.path")。

附上Launcher相關文章:
https://blog.csdn.net/jyxmust/article/details/72357372?utm_source=itdadao&utm_medium=referral

  • 類加載器中的繼承關系
    AppClassLoader的父加載器為ExtClassLoader,ExtClassLoader的父加載器為nullBoopStrap ClassLoader為頂級加載器。

類加載機制-雙親委托

當JVM加載Test.class類的時候

  • 首先會到自定義加載器中查找,看是否已經(jīng)加載過,如果已經(jīng)加載過,則返回該類。
  • 如果自定義加載器沒有加載過,則詢問上一層加載器(即AppClassLoader)是否已經(jīng)加載過Test.class。
  • 如果沒有加載過,則詢問上一層加載器(ExtClassLoader)是否已經(jīng)加載過。
  • 如果沒有加載過,則繼續(xù)詢問上一層加載(BoopStrap ClassLoader)是否已經(jīng)加載過。
  • 如果BoopStrap ClassLoader沒有加載過,則到自己指定類加載路徑sun.boot.class.path下查看是否有Test.class字節(jié)碼,有則加載并返回加載后的類c = findBootstrapClassOrNull(name)。
  • 如果還是沒找到調(diào)用c = findClass(name)到加載器ExtClassLoader指定的類加載路徑java.ext.dirs下查找class文件,有則加載并返回類。
  • 依此類推,最后到自定義類加載器指定的路徑還沒有找到Test.class字節(jié)碼,則拋出異常ClassNotFoundException。


這里注意
每個自定義的類加載器都需要重寫findClass方法,該方法的作用是到指定位置查找class文件并加載到JVM中,如果找不到則拋出ClassNotFoundException異常。


類加載機制-雙親委托


雙親委派模型最大的好處就是讓Java類同其類加載器一起具備了一種帶優(yōu)先級的層次關系。這句話可能不好理解,我們舉個例子。比如我們要加載頂層的Java類——java.lang.Object類,無論我們用哪個類加載器去加載Object類,這個加載請求最終都會委托給Bootstrap ClassLoader,這樣就保證了所有加載器加載的Object類都是同一個類。


雙親委派模型的實現(xiàn)比較簡單,在java.lang.ClassLoaderloadClass方法中:

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
        throws ClassNotFoundException
    {
        synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
            // First, check if the class has already been loaded
            Class<?> c = findLoadedClass(name);
            if (c == null) {
                long t0 = System.nanoTime();
                try {
                    if (parent != null) {
                        c = parent.loadClass(name, false);
                    } else {
                        c = findBootstrapClassOrNull(name);
                    }
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                    // ClassNotFoundException thrown if class not found
                    // from the non-null parent class loader
                }

                if (c == null) {
                    // If still not found, then invoke findClass in order
                    // to find the class.
                    long t1 = System.nanoTime();
                    c = findClass(name);

                    // this is the defining class loader; record the stats
                    sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
                }
            }
            if (resolve) {
                resolveClass(c);
            }
            return c;
        }
    }
/**
     * Finds the class with the specified <a href="#name">binary name</a>.
     * This method should be overridden by class loader implementations that
     * follow the delegation model for loading classes, and will be invoked by
     * the {@link #loadClass <tt>loadClass</tt>} method after checking the
     * parent class loader for the requested class.  The default implementation
     * throws a <tt>ClassNotFoundException</tt>.
     *
     * @param  name
     *         The <a href="#name">binary name</a> of the class
     *
     * @return  The resulting <tt>Class</tt> object
     *
     * @throws  ClassNotFoundException
     *          If the class could not be found
     *
     * @since  1.2
     */
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        throw new ClassNotFoundException(name);
    }





參考鏈接:

http://www.itdecent.cn/p/5f79217f2e18
https://nomico271.github.io/2017/07/07/JVM%E7%B1%BB%E5%8A%A0%E8%BD%BD%E6%9C%BA%E5%88%B6/
https://www.cnblogs.com/gdpuzxs/p/7044963.html

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