【本文转自深入研究Java类加载机制】
类加载是Java程序运行的第一步,研究类的加载有助于了解JVM执行过程,并指导开发者采取更有效的措施配合程序执行。
研究类加载机制的第二个目的是让程序能动态的控制类加载,比如热部署等,提高程序的灵活性和适应性。
一、简单过程
Java程序运行的场所是内存,当在命令行下执行:
java HelloWorld
命令的时候,JVM会将HelloWorld.class加载到内存中,并形成一个Class的对象HelloWorld.class。
其中的过程就是类加载过程:
1、寻找jre目录,寻找jvm.dll,并初始化JVM;
2、产生一个Bootstrap Loader(启动类加载器);
3、Bootstrap Loader自动加载Extended Loader(标准扩展类加载器),并将其父Loader设为Bootstrap Loader。
4、Bootstrap Loader自动加载AppClass Loader(系统类加载器),并将其父Loader设为Extended Loader。
5、最后由AppClass Loader加载HelloWorld类。
以上就是类加载的最一般的过程。
二、类加载器各自搜索的目录
为了弄清楚这个问题,首先还要看看System类的API doc文档。
键
|
相关值的描述
|
java.version | Java 运行时环境版本 |
java.vendor | Java 运行时环境供应商 |
java.vendor.url | Java 供应商的 URL |
java.home | Java 安装目录 |
java.vm.specification.version | Java 虚拟机规范版本 |
java.vm.specification.vendor | Java 虚拟机规范供应商 |
java.vm.specification.name | Java 虚拟机规范名称 |
java.vm.version | Java 虚拟机实现版本 |
java.vm.vendor | Java 虚拟机实现供应商 |
java.vm.name | Java 虚拟机实现名称 |
java.specification.version | Java 运行时环境规范版本 |
java.specification.vendor | Java 运行时环境规范供应商 |
java.specification.name | Java 运行时环境规范名称 |
java.class.version | Java 类格式版本号 |
java.class.path | Java 类路径 |
java.library.path | 加载库时搜索的路径列表 |
java.io.tmpdir | 默认的临时文件路径 |
java.compiler | 要使用的 JIT 编译器的名称 |
java.ext.dirs | 一个或多个扩展目录的路径 |
os.name | 操作系统的名称 |
os.arch | 操作系统的架构 |
os.version | 操作系统的版本 |
file.separator | 文件分隔符(在 UNIX 系统中是“/”) |
path.separator | 路径分隔符(在 UNIX 系统中是“:”) |
line.separator | 行分隔符(在 UNIX 系统中是“/n”) |
user.name | 用户的账户名称 |
user.home | 用户的主目录 |
user.dir | 用户的当前工作目录 |
可惜这个帮助文档并不全,直接用程序打印出来如下:
for (Map.Entry<Object, Object> entry : System.getProperties().entrySet()) { System.out.println(entry.getKey()+"\t"+entry.getValue()); }
1、Bootstrap Loader(启动类加载器):加载System.getProperty("sun.boot.class.path")所指定的路径或jar。
2、Extended Loader(标准扩展类加载器ExtClassLoader):加载System.getProperty("java.ext.dirs")所指定的路径或jar。在使用Java运行程序时,也可以指定其搜索路径,例如:java -Djava.ext.dirs=d:\projects\testproj\classes HelloWorld
3、AppClass Loader(系统类加载器AppClassLoader):加载System.getProperty("java.class.path")所指定的路径或jar。在使用Java运行程序时,也可以加上-cp来覆盖原有的Classpath设置,例如: java -cp ./lavasoft/classes HelloWorld
ExtClassLoader和AppClassLoader在JVM启动后,会在JVM中保存一份,并且在程序运行中无法改变其搜索路径。如果想在运行时从其他搜索路径加载类,就要产生新的类加载器。
三、类加载器的特点
1、运行一个程序时,总是由AppClass Loader(系统类加载器)开始加载指定的类。
2、在加载类时,每个类加载器会将加载任务上交给其父,如果其父找不到,再由自己去加载。
3、Bootstrap Loader(启动类加载器)是最*的类加载器了,其父加载器为null.
3、Bootstrap Loader(启动类加载器)是最*的类加载器了,其父加载器为null.
四、类加载器的获取
很容易,看下面例子
public class HelloWorld { public static void main(String[] args) { HelloWorld hello = new HelloWorld(); Class c = hello.getClass(); ClassLoader loader = c.getClassLoader(); System.out.println(loader); System.out.println(loader.getParent()); System.out.println(loader.getParent().getParent()); } }
打印结果:
sun.misc.Launcher$AppClassLoader@19821f
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@addbf1
null
Process finished with exit code 0
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@addbf1
null
Process finished with exit code 0
从上面的结果可以看出,并没有获取到ExtClassLoader的父Loader,原因是Bootstrap Loader(启动类加载器)是用C语言实现的,找不到一个确定的返回父Loader的方式,于是就返回null。
五、类的加载
类加载有三种方式:
1、命令行启动应用时候由JVM初始化加载
2、通过Class.forName()方法动态加载
3、通过ClassLoader.loadClass()方法动态加载
三种方式区别比较大,看个例子就明白了:
public class HelloWorld { public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException { ClassLoader loader = HelloWorld.class.getClassLoader(); System.out.println(loader); //使用ClassLoader.loadClass()来加载类,不会执行初始化块 loader.loadClass("Test2"); //使用Class.forName()来加载类,默认会执行初始化块 // Class.forName("Test2"); //使用Class.forName()来加载类,并指定ClassLoader,初始化时不执行静态块 // Class.forName("Test2", false, loader); } } public class Test2 { static { System.out.println("静态初始化块执行了!"); } }
分别切换加载方式,会有不同的输出结果。
六、自定义ClassLoader
为了说明问题,先看例子:
package test; import java.net.MalformedURLException; import java.net.URL; import java.net.URLClassLoader; /** * 自定义ClassLoader * * @author leizhimin 2009-7-29 22:05:48 */ public class MyClassLoader { public static void main(String[] args) throws MalformedURLException, ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException { URL url = new URL("file:/E:\\projects\\testScanner\\out\\production\\testScanner"); ClassLoader myloader = new URLClassLoader(new URL[]{url}); Class c = myloader.loadClass("test.Test3"); System.out.println("----------"); Test3 t3 = (Test3) c.newInstance(); } } public class Test3 { static { System.out.println("Test3的静态初始化块执行了!"); } }
运行后:
----------
Test3的静态初始化块执行了!
Process finished with exit code 0
Test3的静态初始化块执行了!
Process finished with exit code 0
可以看出自定义了ClassLoader myloader = new URLClassLoader(new URL[]{url});已经成功将类Test3加载到内存了,并通过默认构造方法构造了对象Test3 t3 = (Test3) c.newInstance();
有关ClassLoader还有很重要一点:
同一个ClassLoader加载的类文件,只有一个Class实例。但是,如果同一个类文件被不同的ClassLoader载入,则会有两份不同的ClassLoader实例(前提是着两个类加载器不能用相同的父类加载器)。