JVM類加載機制詳解

一、先看看編寫出的代碼的執行過程：

二、研究類加載機制的意義

從上圖可以看出，類加載是Java程序運行的第一步，研究類的加載有助于了解JVM執行過程，并指導開發者采取更有效的措施配合程序執行。

研究類加載機制的第二個目的是讓程序能動態的控制類加載，比如熱部署等，提高程序的靈活性和適應性。

三、類加載的一般過程

原理：雙親委托模式

1、尋找jre目錄，尋找jvm.dll，并初始化JVM；

2、產生一個Bootstrap Loader（啟動類加載器）；

3、Bootstrap Loader自動加載Extended Loader（標準擴展類加載器），并將其父Loader設為Bootstrap Loader。

4、Bootstrap Loader自動加載AppClass Loader（系統類加載器），并將其父Loader設為Extended Loader。

5、最后由AppClass Loader加載HelloWorld類。

四、類加載器的特點

1、運行一個程序時，總是由AppClass Loader（系統類加載器）開始加載指定的類。

2、在加載類時，每個類加載器會將加載任務上交給其父，如果其父找不到，再由自己去加載。

3、Bootstrap Loader（啟動類加載器）是最頂級的類加載器了，其父加載器為null.

五、類加載器的獲取

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()); 
   } 
}

打印結果：

sun.misc.Launcher$AppClassLoader@19821f 
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@addbf1 
null 

從上面的結果可以看出，并沒有獲取到ExtClassLoader的父Loader，原因是Bootstrap Loader（啟動類加載器）是用C語言實現的，找不到一個確定的返回父Loader的方式，于是就返回null。 

六、類的加載

類加載有三種方式：

1、命令行啟動應用時候由JVM初始化加載

2、通過Class.forName()方法動態加載

3、通過ClassLoader.loadClass()方法動態加載

三種方式區別比較大，看個例子就明白了：

package zhongqiu.common.base;
public class ClassLoadDemo {
 static {
 System.out.println("ClassLoadDemo靜態初始化塊執行了！");
 }
 public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
 ClassLoader loader2 = ClassLoadDemo.class.getClassLoader();
 System.out.println(loader2);
 // 使用ClassLoader.loadClass()來加載類，不會執行初始化塊
 // loader2.loadClass("zhongqiu.test.Test");
 // 使用Class.forName()來加載類，默認會執行初始化塊
 // Class.forName("zhongqiu.test.Test");
 // 使用Class.forName()來加載類，并指定ClassLoader，初始化時不執行靜態塊
 Class.forName("zhongqiu.test.Test", false, loader2);
 }
}

七、自定義ClassLoader

package zhongqiu.common.base.classload; 
import java.net.MalformedURLException;
import java.net.URL;
import java.net.URLClassLoader;
public class MyClassLoader {
 @SuppressWarnings("resource")
 public static void main(String[] args)
  throws MalformedURLException, ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException {
 URL url = new URL("file:/D:/javaworkspace/JavaCommon/src/");
 ClassLoader myloader = new URLClassLoader(new URL[] { url });
 Class c = myloader.loadClass("zhongqiu.common.base.classload.Test");
 Test t3 = (Test) c.newInstance();
 }
}

在Java.lang包里有個ClassLoader類，ClassLoader 的基本目標是對類的請求提供服務，按需動態裝載類和資源，只有當一個類要使用(使用new 關鍵字來實例化一個類)的時候，類加載器才會加載這個類并初始化。一個Java應用程序可以使用不同類型的類加載器。例如Web Application Server中，Servlet的加載使用開發商自定義的類加載器， java.lang.String在使用JVM系統加載器,Bootstrap Class Loader，開發商定義的其他類則由AppClassLoader加載。在JVM里由類名和類加載器區別不同的Java類型。因此，JVM允許我們使用不同的加載器加載相同namespace的java類，而實際上這些相同namespace的java類可以是完全不同的類。這種機制可以保證JDK自帶的java.lang.String是唯一的。

八、為什么要使用這種雙親委托模式呢？

因為這樣可以避免重復加載，當父親已經加載了該類的時候，就沒有必要子ClassLoader再加載一次。

考慮到安全因素，我們試想一下，如果不使用這種委托模式，那我們就可以隨時使用自定義的String來動態替代java核心api中定義類型，這樣會存在非常大的安全隱患，而雙親委托的方式，就可以避免這種情況，因為String已經在啟動時被加載，所以用戶自定義類是無法加載一個自定義的ClassLoader。

以上就是本文的全部內容，希望本文的內容對大家的學習或者工作能帶來一定的幫助，同時也希望多多支持億速云！