jvm类加载器
来源:互联网 发布:2016网络流行语字母 编辑:程序博客网 时间:2024/05/16 14:43
类与类加载器
类加载器虽然只用于实现类的加载动作,但它在Java程序中起到的作用却远远不限于类加载阶段。对于任意一个类,都需要由加载它的类加载器和这个类本身一同确立其在Java虚拟中的唯一性。说通俗一些,比较两个类是否“相等”,只有在两个类是由同一个类加载器的前提之下才有意义,否则,即使这两个类来源于同一个class文件,只要加载它的类加载器不同,那这两个类必定不相等。这里所指的“相等”包括代表类的Class对象的equal方法、isAssignableFrom()、isInstance()方法及instance关键字返回的结果。
类加载器分类:
主要分为Bootstrap ClassLoader、Extension ClassLoader、Application ClassLoader和User Defined ClassLoader。
启动/引导类加载器(Bootstrap ClassLoader):
这个类加载器使用C++语言实现,并非ClassLoader的子类。主要负责加载存放在JAVA_HOME / jre / lib / rt.jar里面所有的class文件,或者被-Xbootclasspath参数所指定路径中以rt.jar命名的文件。
扩展类加载器(Extension ClassLoader):
这个加载器由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader实现,它负责加载AVA_HOME / lib / ext目录中的,或者被java.ext.dirs系统变量所指定的路径中的所有类库。
应用程序类加载器(Application ClassLoader):
这个加载器由sun.misc.Launcher$AppClassLoader实现,它负责加载classpath对应的jar及目录。一般情况下这个就是程序中默认的类加载器。
自定义类加载器(User Defined ClassLoader):
开发人员继承ClassLoader抽象类自行实现的类加载器,基于自行开发的ClassLoader可用于并非加载classpath中(例如从网络上下载的jar或二进制字节码)、还可以在加载class文件之前做些小动作 如:加密等。
双亲委托模型:
上图中所展示的类加载器之间的这种层次关系,就称为类加载器的双亲委托模型。双亲委托模型要求除了顶层的启动类加载器外,其余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的关系来实现,而是使用组合关系来复用父加载器的代码。
public abstract class ClassLoader {
private static native void registerNatives();
static {
registerNatives();
}
// The parent class loader for delegation
private ClassLoader parent;
// Hashtable that maps packages to certs
private Hashtable package2certs = new Hashtable(11);
}
双亲委托的工作过程:如果一个类加载器收到了一个类加载请求,它首先不会自己去加载这个类,而是把这个请求委托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送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加载请求(它管理的范围之中没有这个类)时,子加载器才会尝试着自己去加载。
使用双亲委托模型来组织类加载器之间的关系,有一个显而易见的好处就是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java.lang.Object存放在rt.jar之中,无论那个类加载器要加载这个类,最终都是委托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,相反,如果没有双亲委托模型,由各个类加载器去完成的话,如果用户自己写一个名为java.lang.Object的类,并放在classpath中,应用程序中可能会出现多个不同的Object类,java类型体系中最基本安全行为也就无法保证。
类加载器SPI:
java.lang.ClassLoader 类提供的几个关键方法:
loadClass: 此方法负责加载指定名字的类,首先会从已加载的类中去寻找,如果没有找到;从parent ClassLoader[ExtClassLoader]中加载;如果没有加载到,则从Bootstrap ClassLoader中尝试加载(findBootstrapClassOrNull方法), 如果还是加载失败,则抛出异常ClassNotFoundException, 在调用自己的findClass方法进行加载。如果要改变类的加载顺序可以覆盖此方法;如果加载顺序相同,则可以通过覆盖findClass方法来做特殊处理,例如:解密,固定路径寻找等。当通过整个寻找类的过程仍然未获取Class对象,则抛出ClassNotFoundException异常。
如果类需要resolve,在调用resolveClass进行链接。
protected synchronized Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException
{
// First, check if the class has already been loaded
Class c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
try {
if (parent != null) {
c = parent.loadClass(name, false);
} else {
c = findBootstrapClassOrNull(name);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
// ClassNotFoundException thrown if class not found
// from the non-null parent class loader
}
if (c == null) {
// If still not found, then invoke findClass in order
// to find the class.
c = findClass(name);
}
}
if (resolve) {
resolveClass(c);
}
return c;
}
findLoadedClass 此方法负责从当前ClassLoader实例对象的缓存中寻找已加载的类,调用的为native方法。
protected final Class<?> findLoadedClass(String name) {
(!checkName(name))
return null;
urn findLoadedClass0(name);
}
private native final Class findLoadedClass0(String name);
findClass 此方法直接抛出ClassNotFoundException异常,因此要通过覆盖loadClass或此方法来以自定义的方式加载相应的类。
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
ow new ClassNotFoundException(name);
}
findSystemClass 此方法是从sun.misc.Launcher$AppClassLoader中寻找类,如果未找到,则继续从BootstrapClassLoader中寻找,如果仍然未找到,返回null
protected final Class<?> findSystemClass(String name)
throws ClassNotFoundException
{
ClassLoader system = getSystemClassLoader();
if (system == null) {
if (!checkName(name))
throw new ClassNotFoundException(name);
Class cls = findBootstrapClass(name);
if (cls == null) {
throw new ClassNotFoundException(name);
}
return cls;
}
return system.loadClass(name);
}
defineClass 此方法负责将二进制字节流转换为Class对象,这个方法对于自定义类加载器而言非常重要。如果二进制的字节码的格式不符合jvm class文件格式规范,则抛出ClassFormatError异常;如果生成的类名和二进制字节码不同,则抛出NoClassDefFoundError;如果加载的class是受保护的、采用不同签名的,或者类名是以java.开头的,则抛出SecurityException异常。
protected final Class<?> defineClass(String name, byte[] b, int off, int len,
ProtectionDomain protectionDomain)
throws ClassFormatError
{
return defineClassCond(name, b, off, len, protectionDomain, true);
}
// Private method w/ an extra argument for skipping class verification
private final Class<?> defineClassCond(String name,
byte[] b, int off, int len,
ProtectionDomain protectionDomain,
boolean verify)
throws ClassFormatError
{
protectionDomain = preDefineClass(name, protectionDomain);
Class c = null;
String source = defineClassSourceLocation(protectionDomain);
try {
c = defineClass1(name, b, off, len, protectionDomain, source,
verify);
} catch (ClassFormatError cfe) {
c = defineTransformedClass(name, b, off, len, protectionDomain, cfe,
source, verify);
}
postDefineClass(c, protectionDomain);
return c;
}
resolveClass 此方法负责完成Class对象的链接,如果链接过,则直接返回。
常见异常:
ClassNotFoundException 这是最常见的异常,产生这个异常的原因为在当前的ClassLoader 中加载类时,未找到类文件,
NoClassDefFoundError 这个异常是因为 加载到的类中引用到的另外类不存在,例如要加载A,而A中盗用了B,B不存在或当前的ClassLoader无法加载B,就会抛出这个异常。
LinkageError 该异常在自定义ClassLoader的情况下更容易出现,主要原因是此类已经在ClassLoader加载过了,重复的加载会造成该异常。
总结:
1.classloader中与加载类相关的方法
方法 说明
getParent() 返回该类加载器的父类加载器
loadClass(String name) 加载名称为name的类,返回的结果是java.lang.class类的实例
findClass(String name) 查找名称为name的类,返回的结果是java.lang.class类的实例
findLoadedClass(String name)查找名称为name的已加载的类,返回的结果是java.lang.class类的实例
defineClass(String name,byte[] b,int off,int len) 把自己数组b的内容转换成java类,返回的结果是java.lang.class类的实例.该方法被声明为final的
resolveClass(Class<?> c) 链接指定的java类
2.默认类加载器是系统加载器
3.方法 loadClass()
抛出的是 java.lang.ClassNotFoundException
异常;方法 defineClass()
抛出的是 java.lang.NoClassDefFoundError
异常。
4.ClassNotFoundException
和 NoClassDefFoundError
等异常的时候,应该检查抛出异常的类的类加载器和当前线程的上下文类加载器
5.对于运行在 Java EE™容器中的 Web 应用来说,类加载器的实现方式与一般的 Java 应用有所不同。不同的 Web 容器的实现方式也会有所不同。以 Apache Tomcat 来说,每个 Web 应用都有一个对应的类加载器实例。该类加载器也使用代理模式,所不同的是它是首先尝试去加载某个类,如果找不到再代理给父类加载器。这与一般类加载器的顺序是相反的。这是 Java Servlet 规范中的推荐做法,其目的是使得 Web 应用自己的类的优先级高于 Web 容器提供的类。这种代理模式的一个例外是:Java 核心库的类是不在查找范围之内的。这也是为了保证 Java 核心库的类型安全。
另有一片文章,较为详细的解析了类加载器的整个过程和实例:
http://blog.csdn.net/hupoling/article/details/54581533
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