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浅谈JVM核心之JVM运行和类加载

时间:2021-01-27 11:45     来源/作者:张丰哲

前言

本篇博客将写一点关于jvm的东西,涉及jvm运行时数据区、类加载的过程、类加载器、classloader、双亲委派机制、自定义类加载器等,这些都是博主自己的一点理解,如果有误,欢迎大家评论拍砖~

关于jvm运行时数据区

浅谈JVM核心之JVM运行和类加载

jvm运行时数据区

关于类加载

class文件加载至内存,链接(校验、解析),初始化;最终形成jvm可以直接使用的java类型的过程。

加载:在方法区形成类的运行时数据结构;在堆里面形成该类的class对象,作为访问方法区的入口。

浅谈JVM核心之JVM运行和类加载

加载

链接:class文件是否存在问题;一些符号引号替换成直接引用。

初始化:初始化一个类,先初始化它的父类。虚拟机会保证一个类的初始化在多线程环境中被正确加锁和同步。

要使用类a,必须先加载类a;加载类a,就会把静态变量、静态块合并初始化,然后在调用构造器。注意类的加载和初始化,只有一次。

关于类加载器

上文已经说了,类加载器的作用就是:将class文件的字节码内容加载到内存中,并将这些静态数据转化成方法区中的运行时数据结构,在堆中生成一个代表这个类的class对象,作为方法区类数据的访问入口。

类加载器的层次结构

引导类加载器bootstrap classloader

加载java核心库($java_home/jre/lib/rt.jar),原生代码实现(c++),并不继承自java.lang.classloader。

扩展类加载器extensions classloader

java可以提供一个扩展目录($java_home/jre/ext/*.jar)来加载java类。

由sun.misc.launcher.extclassloader实现

应用程序类加载器application classloader(也称系统类加载器)

一般来说,java应用的类由它加载,即加载路径是classpath下的路径。

由sun.misc.launcher.appclassloader实现。

自定义类加载器

开发人员继承java.lang.classloader实现自己的类加载器

浅谈JVM核心之JVM运行和类加载

类加载器的层次结构

关于java.lang.classloader

classloader的基本职责就是:

第一,根据指定的类名称,找到或者生成对应的字节码,并根据字节码生成class对象

第二,加载java应用所需的资源,如配置文件等。

classloader的组合模式

浅谈JVM核心之JVM运行和类加载

组合模式为双亲委派机制提供支持

demo:

浅谈JVM核心之JVM运行和类加载

类加载器的层次

引导类加载器是原生代码实现,我们获取不到,所以是null。

classloader重要api

getparent():该类加载器的父类加载器

loadclass(string name):加载名称为name的类,并返回class实例。

加载顺序是:先交给扩展类加载器加载,如果加载不到,交给引导类加载器加载,加载不到,交给自己去加载,如果自己也加载不到,那么classnotfoundexception。【双亲委派机制】 如果要改变类的加载顺序,那么可以override该方法。

findclass(string name),不是加载,仅仅是查找而已

findloadedclass(string name),查找已经被加载过的

defineclass(string name,byte[] b, int off ,int len),可以把字节数组的内容转换成java类,并会返回class实例。

类加载器的代理模式:双亲委派机制

类加载器的代理模式:就是把加载指定类的过程交给其他加载器。

java默认使用的类加载器代理模式是:双亲委派机制。

双亲委派机制:

就是某个特定的类加载器接到加载类的请求时,首先将加载任务委托给父类加载器,依次追溯,比如说从应用加载器委托给扩展类加载器,从扩展类加载器委托给引导类加载器。这种委托,直至委托到层次最高的类加载器,即引导类加载器,如果委托的父类加载器可以完成加载任务,那么成功返回;只有父类加载器无法完成时,才去自己加载。

可以看出双亲委派机制的意思就是优先父类加载器加载!

试想如果我们定义了一个java.lang.string类,根据双亲委派机制,那么jdk只会加载它自己的string。这显然保证了java核心库的类型安全。

双亲委派机制不是唯一的选择

虽然jdk默认的类加载机制是双亲委派机制,但是并不是所有都采用,比如有些服务器,如tomcat,虽然也采用代理的方式加载,但是加载顺序却恰恰和双亲委派机制相反,它是首先尝试加载这个类,只有加载不到的情况下,才去让父类加载器代理加载。

为什么会这样呢,不是说双亲委派很安全么?

其实就是在安全,和灵活方面进行取舍!

写一个自定义类加载器

myclassloader:

浅谈JVM核心之JVM运行和类加载

自定义类加载器

重写findclass:

浅谈JVM核心之JVM运行和类加载

findclass

test:

浅谈JVM核心之JVM运行和类加载

测试

一般情况下,自定义类加载器,需要继承自classloader。

首先来说,可以检查请求的类是否已经被自定义的类加载器加载;如果加载了,那么直接返回;否则,那么交给父类加载器,就是进行双亲委派;如果双亲委派也加载不到,那么交给自定义类加载器进行“自定义的方式”来加载类。

另外,被2个不同的类加载加载的同一个类,jvm不会认为是一个类。

好了,关于jvm运行和类加载的过程就写到这里,^_^

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持服务器之家。

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