我们知道我们编写的java代码,会经过编译器编译成字节码文件(class文件),再把字节码文件装载到JVM中,映射到各个内存区域中,我们的程序就可以在内存中运行了。那么字节码文件是怎样装载到JVM中的呢?中间经过了哪些步骤?常说的双亲委派模式又是怎么回事?本文主要搞清楚这些问题。

一、类装载流程

1、加载

加载是类装载的第一步,首先通过class文件的路径读取到二进制流,并解析二进制流将里面的元数据(类型、常量等)载入到方法区,在java堆中生成对应的java.lang.Class对象。

2、连接

连接过程又分为3步,验证、准备、解析

1)、验证

验证的主要目的就是判断class文件的合法性,比如class文件一定是以0xCAFEBABE开头的,另外对版本号也会做验证,例如如果使用java1.8编译后的class文件要再java1.6虚拟机上运行,因为版本问题就会验证不通过。除此之外还会对元数据、字节码进行验证,具体的验证过程就复杂的多了,可以专门查看相关资料去了解。

2)、准备

准备过程就是分配内存,给类的一些字段设置初始值,例如:

public static int v=1;

这段代码在准备阶段v的值就会被初始化为0,只有到后面类初始化阶段时才会被设置为1。

但是对于static final(常量),在准备阶段就会被设置成指定的值,例如:

public static final  int v=1;

这段代码在准备阶段v的值就是1。

3)、解析

解析过程就是将符号引用替换为直接引用,例如某个类继承java.lang.object,原来的符号引用记录的是“java.lang.object”这个符号,凭借这个符号并不能找到java.lang.object这个对象在哪里?而直接引用就是要找到java.lang.object所在的内存地址,建立直接引用关系,这样就方便查询到具体对象。

3、初始化

初始化过程,主要包括执行类构造方法、static变量赋值语句,staic{}语句块,需要注意的是如果一个子类进行初始化,那么它会事先初始化其父类,保证父类在子类之前被初始化。所以其实在java中初始化一个类,那么必然是先初始化java.lang.Object,因为所有的java类都继承自java.lang.Object。

说完了类加载过程,我们来介绍一下这个过程当中的主角:类加载器。

二、类加载器

类加载器ClassLoader,它是一个抽象类,ClassLoader的具体实例负责把java字节码读取到JVM当中,ClassLoader还可以定制以满足不同字节码流的加载方式,比如从网络加载、从文件加载。ClassLoader的负责整个类装载流程中的“加载”阶段。

1、ClassLoader的重要方法:

载入并返回一个类

public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException

定义一个类,该方法不公开被调用

protected final Class<?> defineClass(byte[] b, int off, int len)

查找类,loadClass的回调方法

protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException

查找已经加载的类

protected final Class<?> findLoadedClass(String name)

2、系统中的ClassLoader

BootStrap Classloader (启动ClassLoader)

Extension ClassLoader (扩展ClassLoader)

App ClassLoader(应用 ClassLoader)

Custom ClassLoader(自定义ClassLoader)

每个ClassLoader都有另外一个ClassLoader作为父ClassLoader,BootStrap Classloader除外,它没有父Classloader。

3、ClassLoader加载机制如下:

自下向上检查类是否被加载,一般情况下,首先从App ClassLoader中调用findLoadedClass方法查看是否已经加载,

如果没有加载,则会交给父类,Extension ClassLoader去查看是否加载,

还没加载,则再调用其父类,BootstrapClassLoader查看是否已经加载,

如果仍然没有,自顶向下尝试加载类,那么从 Bootstrap ClassLoader到 App ClassLoader依次尝试加载。

值得注意的是即使两个类来源于相同的class文件,如果使用不同的类加载器加载,加载后的对象是完全不同的,这个不同反应在对象的 equals()、isAssignableFrom()、isInstance()等方法的返回结果,也包括了使用 instanceof 关键字对对象所属关系的判定结果。

从代码上可以看出,首先查看这个类是否被加载,如果没有则调用父类的loadClass方法,直到BootstrapClassLoader(没有父类),我们把这个过程叫做双亲模式。

三、双亲模式的问题

顶层ClassLoader,无法加载底层ClassLoader的类

Java框架(rt.jar)如何加载应用的类?

比如:javax.xml.parsers包中定义了xml解析的类接口
Service Provider Interface SPI 位于rt.jar 
即接口在启动ClassLoader中。
而SPI的实现类,在AppLoader。

这样就无法用BootstrapClassLoader去加载SPI的实现类。

解决:

JDK中提供了一个方法:Thread. setContextClassLoader()

用以解决顶层ClassLoader无法访问底层ClassLoader的类的问题;
基本思想是,在顶层ClassLoader中,传入底层ClassLoader的实例。

四、双亲模式的破坏

双亲模式是默认的模式,但不是必须这么做;
Tomcat的WebappClassLoader 就会先加载自己的Class,找不到再委托parent;
OSGi的ClassLoader形成网状结构,根据需要自由加载Class。

五、小结

本文介绍了类加载的流程,以及ClassLoader工作机制,最后分析双亲模式的缺陷,以及如何弥补该缺陷,介绍了tomcat、OSGI如何自定义类加载流程。

本文转自:https://www.cnblogs.com/leefreeman/p/7429112.html

深入理解JVM一类加载器原理的更多相关文章

  1. 【深入理解JVM】类加载器与双亲委派模型 (转)

    出处: [深入理解JVM]类加载器与双亲委派模型 加载类的开放性 类加载器(ClassLoader)是Java语言的一项创新,也是Java流行的一个重要原因.在类加载的第一阶段“加载”过程中,需要通过 ...

  2. 【深入理解JVM】类加载器与双亲委派模型

    原文链接:http://blog.csdn.net/u011080472/article/details/51332866,http://www.cnblogs.com/lanxuezaipiao/p ...

  3. 深入理解JVM,类加载器

    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(即字节码)”这个动作放到Java虚拟机外部去实现,以便让应用程序自己决定如何去获取所需要的类.实现这个动作的代码模块称 ...

  4. JVM自定义类加载器加载指定classPath下的所有class及jar

    一.JVM中的类加载器类型 从Java虚拟机的角度讲,只有两种不同的类加载器:启动类加载器和其他类加载器. 1.启动类加载器(Boostrap ClassLoader):这个是由c++实现的,主要负责 ...

  5. 深入理解:java类加载器

    概念理解:Java类加载器总结 1.深入理解Java类加载器(1):Java类加载原理解析 2.深入理解Java类加载器(2):线程上下文类加载器

  6. 深入理解JVM之类加载

    ---title: [学习]深入理解JVM之类加载.mddate: 2019-10-20 22:20:06tags: JVM 类加载--- Java类的加载,连接,初始化都是在程序运行期间执行的 ## ...

  7. 1.1 jvm核心类加载器--jdk源码剖析

    目录 前提: 运行环境 1. 类加载的过程 1.1 类加载器初始化的过程 1.2 类加载的过程 1.3 类的懒加载 2. jvm核心类加载器 3. 双亲委派机制 4. 自定义类加载器 5. tomca ...

  8. 深入理解JVM(六)——类加载器原理

    我们知道我们编写的java代码,会经过编译器编译成字节码文件(class文件),再把字节码文件装载到JVM中,映射到各个内存区域中,我们的程序就可以在内存中运行了.那么字节码文件是怎样装载到JVM中的 ...

  9. JVM学习--(六)类加载器原理

    我们知道我们编写的java代码,会经过编译器编译成字节码文件(class文件),再把字节码文件装载到JVM中,映射到各个内存区域中,我们的程序就可以在内存中运行了.那么字节码文件是怎样装载到JVM中的 ...

随机推荐

  1. kyligence enterprise3.2.x版本使用mysql作为数据源构建报错

    1.报错信息如下: exe cmd:null/bin/sqoop import -Dorg.apache.sqoop.splitter.allow_text_splitter=true -Dfs.de ...

  2. 基于Cocos2d-x-1.0.1的飞机大战游戏开发实例(中)

    接<基于Cocos2d-x-1.0.1的飞机大战游戏开发实例(上)> 三.代码分析 1.界面初始化 bool PlaneWarGame::init() { bool bRet = fals ...

  3. php+MySQL的对用户表分表,使用户均匀分布

    假如说我们目前已有一亿个注册用户,要把这些用户平均分配到100张表中,并且后续注册的用户也要均匀分配到这100张表 首先当用户注册时,如用户名为“username”,用php的crc32()函数处理用 ...

  4. python3 selenium实现自动登陆网页

    一.  安装python3与pycharm python安装参考链接:https://www.cnblogs.com/hepeilinnow/p/9727922.html pycharm最好安装专业版 ...

  5. Eclipse 无法编译 或 提示“错误: 找不到或无法加载主类”

    project显示一个红色叹号,通常是.jar文件缺失,在下面找到配置 在libraries中添加add External JARs添加.jar文件

  6. MySQL5.6.14从安装到启动全过程

    1.下载 地址:http://dev.mysql.com/downloads/mysql/ 这里选择的是Linux-Generic平台,下载了MySQL-5.6.14-1.linux_glibc2.5 ...

  7. Phaser Matter Collision Plugin 碰撞插件 -- iFiero技术分享

    collision-simple-demo Phaser 自带的Arcade虽然易用,但复杂的物理碰撞明显就不够用了,于是Matter等物理引擎还是不得不学的,以下是Matter物理体碰撞的一个插件, ...

  8. cmake-index-3.11.4机翻

    index next | CMake » git-stage git-master latest release 3.13 3.12 3.11.4 3.10 3.9 3.8 3.7 3.6 3.5 3 ...

  9. JAVA学习笔记--简介几个常见关键字static、final、this、super

    一.static static(静态的),可以放在类.方法.字段之前. 通常,当创建类时,就是在描述那个类的外观与行为.除非用 new 创建那个类的对象,否则,实际上并未获得任何对象.执行 new 来 ...

  10. 手动配置网卡配置文件ifcfg-eth0

    linux 其他知识目录 原文链接:https://www.cnblogs.com/arvintang/p/5990599.html 网络接口配置文件[root@localhost ~]# cat / ...