ClassLoad的加载过程及分析

2023-01-16 07:23:31

-Xbootclasspath:bootclasspath
让jvm从指定路径（可以是分号分隔的目录、jar、或者zip）中加载bootclass，用来替换jdk的rt.jar；若非必要，一般不会用到；
-Xbootclasspath/a:path
将指定路径的所有文件追加到默认bootstrap路径中；
-Xbootclasspath/p:path
让jvm优先于bootstrap默认路径加载指定路径的所有文件；

一，ClassLoader的大体过程

如图：

详解：

　虚拟机一启动，会先做一些初始化的动作。一旦初始化动作完成之后，就会产生第一个类别加载器，即所谓的Bootstrap Loader，Bootstrap Loader 是由C++ 所撰写而成，这个Bootstrap Loader所做的初始工作中，除了也做一些基本的初始化动作之外，最重要的就是加载定义在sun.misc 命名空间底下的Launcher.java 之中的ExtClassLoader( 因为是inner class ，所以编译之后会变成Launcher$ExtClassLoader.class) ，并设定其Parent 为null，代表其父加载器为Bootstrap Loader 。然后Bootstrap Loader ,再要求加载定义于sun.misc 命名空间底下的Launcher.java 之中的AppClassLoader( 因为是inner class，所以编译之后会变成Launcher$AppClassLoader.class) ，并设定其Parent 为之前产生的ExtClassLoader 实例。

由以上可以看出，classLoader是由下向上查找，上层的不能向下查找。

二，ClassLoader中类的关系

如图：

详解：

　AppClassLoader 和ExtClassLoader 都是URLClassLoader 的子类别。由于它们都是URLClassLoader 的子类别，所以它们也应该有URL 作为搜寻类别档的参考，由原始码中我们可以得知，AppClassLoader 所参考的URL 是从系统参java.class.path 取出的字符串所决定，而java.class.path 则是由我们在执行java.exe 时，利用 –cp 或-classpath 或CLASSPATH 环境变量所决定。

ClassLoader的loadClass代码：

protected synchronized Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException
{
// First, check if the class has already been loaded
//类是否被加载过
Class c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
try {
if (parent != null) {
//到parentclassloader中去查找(像这个parent还有parent递归方式进行查找)
c = parent.loadClass(name, false);
} else {
//启动类加载器进行加载
c = findBootstrapClass0(name);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
// If still not found, then invoke findClass in order
// to find the class.
//当一直都没有找到时,启动当前类的findClass进行查找
//这个通常也是我们扩展的地方
c = findClass(name);
}
}
if (resolve) {
resolveClass(c);
}
return c;
}

protected synchronized Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)

	throws ClassNotFoundException

    {

	// First, check if the class has already been loaded

       //类是否被加载过

	Class c = findLoadedClass(name);

	if (c == null) {

	    try {

		if (parent != null) {

                  //到parentclassloader中去查找(像这个parent还有parent递归方式进行查找)

		    c = parent.loadClass(name, false);

		} else {

                  //启动类加载器进行加载

		    c = findBootstrapClass0(name);

		}

	    } catch (ClassNotFoundException e) {

	        // If still not found, then invoke findClass in order

	        // to find the class.

              //当一直都没有找到时,启动当前类的findClass进行查找

             //这个通常也是我们扩展的地方

	        c = findClass(name);

	    }

	}

	if (resolve) {

	    resolveClass(c);

	}

	return c;

    }

详解：

java文件的编译和Class的载入执行，都是使用Launcher初始化的appclassloader作为类载入器的，我们无法动态的改变App classloader，更无法让JVM使用我们自己的classloader来替换system classloader，根据全盘负责原则，就限制了编译和运行时，我们无法直接显式的使用一个system classloader寻找不到的Class，即我们只能使用Java核心类库，扩展类库和CLASSPATH中的类库中的Class。

而且我们也无法载入以java.lang....开头的包，进行了限制

三，分析及证明：

可以用最底层的ClassLoader得到某一个类（Test）时，Test.class.getClassLoader()就可知当前类在哪一个层次的ClassLoader下被加载

1,BootStrapClassLoader

Class clazz=Class.forName("java.lang.Object");
System.out.println(clazz.getClassLoader());
　　//输出为null,因为bootstrap在java中不是类，而是由c++编写的
　　 URL[]　urls=sun.misc.Launcher.getBootstrapClassPath().getURLs();
for (int i = 0; i < urls.length; i++) {
System.out.println(urls[i].getFile());
}//用这个进行查找bootstrap所加载的是哪些jar包

	Class clazz=Class.forName("java.lang.Object");

	System.out.println(clazz.getClassLoader());

　　　//输出为null,因为bootstrap在java中不是类，而是由c++编写的

　　　  URL[]　urls=sun.misc.Launcher.getBootstrapClassPath().getURLs();

          for (int i = 0; i < urls.length; i++) {

            System.out.println(urls[i].getFile());

          }//用这个进行查找bootstrap所加载的是哪些jar包

2,ExtClassLoader

clazz = Class.forName("sun.net.spi.nameservice.dns.DNSNameService");
clazzLoader = clazz.getClassLoader();
System.out.println(" sun.net.spi.nameservice.dns.DNSNameService's loader is "
+ clazzLoader);
//在些可以说明ExtClassLoader所加载的类

clazz = Class.forName("sun.net.spi.nameservice.dns.DNSNameService");

            clazzLoader = clazz.getClassLoader();

            System.out.println(" sun.net.spi.nameservice.dns.DNSNameService's loader is  "

                            + clazzLoader);

//在些可以说明ExtClassLoader所加载的类

3,AppClassLoader

当前工程中class与lib都是用此Loader加载

可以通过ClassLoader.getSystemClassLoader()可以获取到AppClassLoader的

4,DefineClassLoader

可以继承URLClassLoader或ClassLoader

当继承ClassLoader重写findClass()方法，parent会相应是AppClassLoader-->ExtClassLoader-->BootStrapClassLoader

URLClassLoader可以直接设置url即可

问题：

由于自己自定义了一个DefineClassLoader替代了加载ant的ClassLoader，另外添加自己jar包，

但是在执行ant编译时，要执行tools.jar里的javac类，在执行javac这个类时,是处在AppClassLoader

下，找不到我添加的DefineClassLoader的jar包

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

其他一些相应的操作（参考）

　　在预设情况下，AppClassLoader的搜寻路径为”.”( 目前所在目录)，如果使用-classpath 选项(与-cp 等效)，就可以改变AppClassLoader 的搜寻路径，如果没有指定-classpath 选项，就会搜寻环境变量CLASSPATH 。如果同时有CLASSPATH 的环境设定与-classpath 选项，则以-classpath 选项的内容为主，CLASSPATH 的环境设定与-classpath 选项两者的内容不会有加成的效果。至于ExtClassLoader 也有相同的情形，不过其搜寻路径是参考系统参数java.ext.dirsBootstrap Loader ，我们可以经由查询由系统参数sun.boot.class.path 得知Bootstrap Loader 用来搜寻类别的路径java -Dsun.boot.class.path=请回头看到java.class.path 与sun.boot.class.path，也就是说，AppClassLoader 与Bootstrap Loader 会搜寻它们所指定的位置(或JAR 文件)，如果找不到就找不到了，AppClassLoader 与Bootstrap Loader 不会递归式地搜寻这些位置下的其他路径或其他没有被指定的JAR 文件。反观ExtClassLoader，所参考的系统参数是java.ext.dirs，意思是说，他会搜寻底下的所有JAR 文件以及classes 目录，作为其搜寻路径(所以您会发现上面我们在测试的时候，如果加入-Dsun.boot.class.path=c:windows 选项时，程序的起始速度会慢了些，这是因为c:windows 目录下的文件很多，必须花额外的时间来列举JAR 文件)。

　　在命令行下参数时，使用–classpath / -cp / 环境变量CLASSPATH 来更改AppClassLoader 的搜寻路径，或者用 –Djava.ext.dirs 来改变ExtClassLoader的搜寻目录，两者都是有意义的。可是用–Dsun.boot.class.path 来改变Bootstrap Loader 的搜寻路径是无效。这是因为AppClassLoader与ExtClassLoader 都是各自参考这两个系统参数的内容而建立，当您在命令行下变更这两个系统参数之后，AppClassLoader 与ExtClassLoader在建立实例的时候会参考这两个系统参数，因而改变了它们搜寻类别文件的路径; 而系统参数sun.boot.class.path 则是默认与Bootstrap Loader 的搜寻路径相同，就算您更改该系统参与，与BootstrapLoader 完全无关,AppClassLoader 与ExtClassLoader 在整个虚拟机之中只会存有一份，一旦建立了，其内部所参考的搜寻路径将不再改变，也就是说，即使我们在程序里利用System.setProperty() 来改变系统参数的内容，仍然无法更动AppClassLoader 与ExtClassLoader 的搜寻路径。因此，执行时期动态更改搜寻路径的设定是不可能的事情。

码农公寓

相关文章