前言
類加載技術(shù)是java運(yùn)行的核心部分之一，雖然對(duì)于開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)運(yùn)用到此技術(shù)的地方不多，但是作為JAVAEE防盜版技術(shù)的組成部分之一，這一部分對(duì)于研發(fā)來(lái)說(shuō)也需要著重了解。
本文分析對(duì)象針對(duì)于：JDK1.7
JVM預(yù)定義的三種類加載器
1.啟動(dòng)類加載器：?jiǎn)?dòng)類裝入器是用本地代碼實(shí)現(xiàn)的類裝入器，它負(fù)責(zé)將JRE/lib下面的核心類庫(kù)或-Xbootclasspath選項(xiàng)指定的jar包加載到內(nèi)存中。由于其涉及到虛擬機(jī)本地實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，開(kāi)發(fā)者無(wú)法直接獲取到啟動(dòng)類加載器的引用。
2.擴(kuò)展類加載器：擴(kuò)展類加載器是由Sun的ExtClassLoader（sun.misc.Launcher$ExtClassLoader）實(shí)現(xiàn)的。它負(fù)責(zé)將JRE/lib/ext或者由系統(tǒng)變量-Djava.ext.dir指定位置中的類庫(kù)加載到內(nèi)存中。開(kāi)發(fā)者可以直接使用標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展類加載器。
3.系統(tǒng)類加載器：系統(tǒng)類加載器是由 Sun的 AppClassLoader（sun.misc.Launcher$AppClassLoader）實(shí)現(xiàn)的。它負(fù)責(zé)將系統(tǒng)類路徑java -classpath或-Djava.class.path變量所指的目錄下的類庫(kù)加載到內(nèi)存中。開(kāi)發(fā)者可以直接使用系統(tǒng)類加載器。
類加載的雙親委派機(jī)制
JVM在加載類時(shí)默認(rèn)采用的是雙親委派機(jī)制。通俗的講，就是某個(gè)特定的類加載器在接到加載類的請(qǐng)求時(shí)，首先將加載任務(wù)委托給父類加載器，依次遞歸，如果父類加載器可以完成類加載任務(wù)，就成功返回；只有父類加載器無(wú)法完成此加載任務(wù)時(shí)，才自己去加載。關(guān)于虛擬機(jī)默認(rèn)的雙親委派機(jī)制，我們可以從系統(tǒng)類加載器和擴(kuò)展類加載器為例作簡(jiǎn)單分析。
圖1.1 ExtClassLoader和AppClassLoader繼承結(jié)構(gòu)圖
由圖1.1可以看到，擴(kuò)展類加載器和系統(tǒng)類加載器的層次結(jié)構(gòu)一致，并且查看源碼可知，系統(tǒng)類加載器的構(gòu)造器和擴(kuò)展類加載器的構(gòu)造器在創(chuàng)建時(shí)最終都會(huì)調(diào)用ClassLoader的帶參構(gòu)造器，并將父構(gòu)造器注冊(cè)到其中（圖1.2）。
圖1.2 擴(kuò)展類加載器的構(gòu)建過(guò)程，指定父類加載器為null
由于可以看出來(lái)，擴(kuò)展類加載器在構(gòu)建時(shí)候就指定了父加載器，并且ClassLoader類的parent方法權(quán)限為private，并且沒(méi)有提供setter方法。并且擴(kuò)展類加載器的父加載器被設(shè)置為了null。
同理，系統(tǒng)類加載器的父加載器被設(shè)置為了ExtClassLoader（圖1.3）。
圖1.3 系統(tǒng)類加載器的構(gòu)建過(guò)程，指定父類加載器為ExtClassLoader
用代碼來(lái)檢測(cè)一下：
- package com.noryar.classloader.test;
- public class ClassLoaderTest {
- public static void main(String[] args) {
- System.out.println("系統(tǒng)類加載器為："+ClassLoader.getSystemClassLoader());
- System.out.println("擴(kuò)展類加載器為："+ClassLoader.getSystemClassLoader().getParent());
- System.out.println("啟動(dòng)類加載器為："+ClassLoader.getSystemClassLoader().getParent().getParent());
- }
- }
運(yùn)行結(jié)果如下，符合預(yù)期：
- 系統(tǒng)類加載器為：sun.misc.Launcher$AppClassLoader@1b31c23
- 擴(kuò)展類加載器為：sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@1fc7b3a
- 啟動(dòng)類加載器為：null
OK，說(shuō)了這么多，接下來(lái)介紹一下雙親委派機(jī)制的實(shí)現(xiàn)。首先我們分析一下ClassLoader這個(gè)抽象類的幾個(gè)重要方法。
- public abstract class ClassLoader {
- // 用指定的二進(jìn)制名稱加載類，它會(huì)通知JVM去解析類信息。
- public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
- return loadClass(name, false);
- }
-
- // 用指定的二進(jìn)制名稱加載類，具體的實(shí)現(xiàn)流程如下：
- // 1. 使用findLoadedClass(String)方法來(lái)檢測(cè)該類是否已被加載
- // 2. 調(diào)用父加載器的loadClass(String)方法，這里就是雙親委派機(jī)制的實(shí)現(xiàn)邏輯
- // 3. 調(diào)用findClass來(lái)尋找類
- protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
- throws ClassNotFoundException
- {
- ....
- }
-
- // 使用指定的二進(jìn)制名稱尋找類。該應(yīng)當(dāng)在ClassLoader的子類中進(jìn)行重寫(xiě)，并且會(huì)被loadClass方法調(diào)用。
- protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
- throw new ClassNotFoundException(name);
- }
-
- // 將字節(jié)碼文件轉(zhuǎn)換成實(shí)體類，被findClass方法調(diào)用
- // 次方法調(diào)用本地方法，因此在開(kāi)發(fā)中無(wú)需復(fù)寫(xiě)。
- protected final Class<?> defineClass(String name, byte[] b, int off, int len,
- ProtectionDomain protectionDomain)
- throws ClassFormatError
- {
- ....
- }
- }
檢查發(fā)現(xiàn)ClassLoader的子類只對(duì)loadClass方法進(jìn)行了擴(kuò)展（主要是增加了一些校驗(yàn)），并沒(méi)有對(duì)其調(diào)用機(jī)理做根本改變，因此，雙親委派機(jī)制的實(shí)現(xiàn)只要分析ClassLoader的loadClass(String name, boolean resolve)方法即可。下面是該方法的具體實(shí)現(xiàn)（圖1.4）。
圖1.4 ClassLoader的loadClass方法實(shí)現(xiàn)
綜上所述，當(dāng)一個(gè)類需要加載的時(shí)候，當(dāng)前類加載器就會(huì)一級(jí)一級(jí)的調(diào)用系統(tǒng)類加載器->擴(kuò)展類加載器->啟動(dòng)類加載器進(jìn)行加載，并且最終由啟動(dòng)類加載器首先嘗試加載，加載失敗在給擴(kuò)展類加載器加載，失敗在給系統(tǒng)類加載，失敗給當(dāng)前類加載器加載。任意一級(jí)加載成功則直接返回，如果都失敗，則拋出ClassNotFoundException異常。
