类加载器以及双亲委派模型介绍

来源:互联网 发布:阳西县网络问政首页 编辑:程序博客网 时间:2024/05/17 01:55

类加载器及双亲委派模型


1、什么是类加载器

    在类加载阶段,有一步是“通过类的全限定名来获取描述此类的二进制字节流”,而所谓的类加载器就是实现这个功能的一个代码模块,这个动作是在Java虚拟机外部实现的,这样做可以让应用程序自己决定如何去获取所需要的类。

    类加载器的作用:首先类加载器可以实现最本质的功能即类的加载动作。同时,它还能够结合java类本身来确定该类在Java虚拟机中的唯一性。用通俗的话来说就是:比较两个类是否相等,只有这两个类是由同一个类加载器加载才有意义。否则,即使这两个类是来源于同一个Class文件,只要加载它们的类加载器不同,那么这两个类必定不相等。


2、JVM预定义的三种类型类加载器

 类加载器按照层次,从顶层到底层,分为以下三种

 (1)启动类加载器(Bootstrap ClassLoader)
  这个类加载器负责将存放在JAVA_HOME/lib下的,或者被-Xbootclasspath参数所指定的路径中的,并且是虚拟机识别的类库加载到虚拟机内存中。启动类加载器无法被Java程序直接引用。
 (2)扩展类加载器(Extension ClassLoader)
  这个加载器负责加载JAVA_HOME/lib/ext目录中的,或者被java.ext.dirs系统变量所指定的路径中的所有类库,开发者可以直接使用扩展类加载器
 (3)应用程序类加载器(Application ClassLoader)
  这个加载器是ClassLoader中getSystemClassLoader()方法的返回值,所以一般也称它为系统类加载器。它负责加载用户类路径(Classpath)上所指定的类库,可直接使用这个加载器,如果应用程序没有自定义自己的类加载器,一般情况下这个就是程序中默认的类加载器

3、双亲委派模型

   双亲委派模型要求除了顶层的启动类加载器外,其他的类加载器都应当有自己的父类加载器。这里类加载器之间的父子关系一般不会以继承关系来实现,而是都使用组合关系来复用父加载器的代码
工作过程:
   如果一个类加载器收到了类加载的请求,它首先不会自己去尝试加载这个类,而是把这个请求委派给父类加载器去完成,每一个层次的类加载器都是如此,因此所有的加载请求最终都应该传递到顶层的启动类加载器中,只有当父类加载器反馈自己无法完成这个请求(它的搜索范围中没有找到所需的类)时,子加载器才会尝试自己去加载
好处:
   Java类随着它的类加载器一起具备了一种带有优先级的层次关系。例如类Object,它放在rt.jar中,无论哪一个类加载器要加载这个类,最终都是委派给启动类加载器进行加载,因此Object类在程序的各种类加载器环境中都是同一个类判断两个类是否相同是通过classloader.class这种方式进行的,所以哪怕是同一个class文件如果被两个classloader加载,那么他们也是不同的类。

4、几点思考

  1. Java虚拟机的第一个类加载器是Bootstrap,这个加载器很特殊,它不是Java类,因此它不需要被别人加载,它嵌套在Java虚拟机内核里面,也就是JVM启动的时候Bootstrap就已经启动,它是用C++写的二进制代码(不是字节码),它可以去加载别的类。

    这也是我们在测试时为什么发现System.class.getClassLoader()结果为null的原因,这并不表示System这个类没有类加载器,而是它的加载器比较特殊,是BootstrapClassLoader,由于它不是Java类,因此获得它的引用肯定返回null。

  2. 委托机制具体含义
    当Java虚拟机要加载一个类时,到底派出哪个类加载器去加载呢?

    • 首先当前线程的类加载器去加载线程中的第一个类(假设为类A)。
      注:当前线程的类加载器可以通过Thread类的getContextClassLoader()获得,也可以通过setContextClassLoader()自己设置类加载器。
    • 如果类A中引用了类B,Java虚拟机将使用加载类A的类加载器去加载类B。
    • 还可以直接调用ClassLoader.loadClass()方法来指定某个类加载器去加载某个类。
  3. 委托机制的意义 — 防止内存中出现多份同样的字节码
    比如两个类A和类B都要加载System类:

    • 如果不用委托而是自己加载自己的,那么类A就会加载一份System字节码,然后类B又会加载一份System字节码,这样内存中就出现了两份System字节码。
    • 如果使用委托机制,会递归的向父类查找,也就是首选用Bootstrap尝试加载,如果找不到再向下。这里的System就能在Bootstrap中找到然后加载,如果此时类B也要加载System,也从Bootstrap开始,此时Bootstrap发现已经加载过了System那么直接返回内存中的System即可而不需要重新加载,这样内存中就只有一份System的字节码了。

5、面试题

  • 能不能自己写个类叫java.lang.System

    答案:通常不可以,但可以采取另类方法达到这个需求。
    解释:为了不让我们写System类,类加载采用委托机制,这样可以保证爸爸们优先,爸爸们能找到的类,儿子就没有机会加载。而System类是Bootstrap加载器加载的,就算自己重写,也总是使用Java系统提供的System,自己写的System类根本没有机会得到加载。

    但是,我们可以自己定义一个类加载器来达到这个目的,为了避免双亲委托机制,这个类加载器也必须是特殊的。由于系统自带的三个类加载器都加载特定目录下的类,如果我们自己的类加载器放在一个特殊的目录,那么系统的加载器就无法加载,也就是最终还是由我们自己的加载器加载。

 注:本文参考 http://www.cnblogs.com/lanxuezaipiao/p/4138511.html


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