JVM学习笔记(二):类加载器子系统、类加载器的分类、双亲委派机制

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类加载器子系统(Class Loader)

作用

  1. 负责从文件系统或网络中加载class文件,class文件在文件开头有特殊的文件标识CAFE BABE
  2. ClassLoader只负责class文件的加载,至于它是否可以运行,由执行引擎决定

类加载过程

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1.加载

在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象,作为方法区这个类的各种数据的访问入口

2.链接

  • 验证:确保class文件的字节流中包含的信息符合当前VM要求
  • 准备:
    • 为类变量(static修饰)分配内存并设置该类变量的默认初始化值,即零值。在初始化时才赋值。
    • final static修饰的变量在编译时就会分配内存,准备阶段显式初始化
    • 不会为实例变量分配初始化,类变量会分配在方法区,实例变量会随着对象一起分配到Java堆中
  • 解析:将常量池中的符号引用转换为直接引用的过程

3.初始化

执行类的构造器方法clinit()过程,javac编译器自动收集类中所有类变量的赋值动作和静态代码块


类加载器的分类

引导类加载器(Bootstrap ClassLoader)

使用c/c++实现,嵌套在JVM内部,没有父加载器,只加载包名为java,javax,sun等开头的类

自定义类加载器

指所有派生于抽象类ClassLoader的类加载器,由Java编写

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  • 拓展类加载器:ExtensionClassLoader
  • 系统类加载器:AppClassLoader

Example:String类使用引导类加载器进行加载,因为Java核心内库都是由BootstrapClassLoader负责加载

为什么要自定义类加载器?
  1. 隔离加载类
  2. 修改类加载的方式
  3. 拓展加载源
  4. 防止源码泄露

获取ClassLoader的途径

  • 获取当前类的ClassLoader:class.getClassLoader()
  • 获取当前线程上下文的ClassLoader:Thread.currentThread().getContextClassLoader()
  • 获取系统的ClassLoader:ClassLoader.getSystemClassLoader()
  • 获取调用者的ClassLoader:DriverManager.getCallerClassLoader()

双亲委派机制

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工作流程:

  1. 如果一个类加载器收到了类加载请求,它并不会自己先去加载,而是把这个请求委托给父类的加载器去执行
  2. 如果父类加载器还存在其父类加载器,则进一步向上委托,依次递归,请求最终到达顶层的引导类加载器
  3. 如果父类加载器可以完成类加载任务,就成功返回;如无法完成,则子加载器才会尝试自己去加载

优势:

  1. 避免类的重复加载
  2. 保护程序安全,防止核心API被随意修改(沙箱安全机制)

Example:自定义类java.lang.String

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