一文讀懂類載入機制
阿新 • • 發佈：2019-09-16
類記載過程
多個java檔案經過編譯打包生成可執行的jar包，最終由java命令執行某個主類的main函式啟動程式，這裡首先需要通過類載入器把主類載入到jvm。
主類在執行過程中如果使用到其他類，會逐步載入這些類。
注意，jar包裡的類不是一次性全部載入的，是使用時才載入的。
從類載入到使用整個過程由如下幾步：
載入、驗證、準備、解析、初始化、使用、解除安裝
- 載入：在硬碟上查詢並通過IO讀入位元組碼檔案，使用到類時才會載入，例如：呼叫類的main方法，new物件等；
- 驗證：校驗位元組碼檔案的正確性；
- 準備：給類的靜態變數分配記憶體，並賦予預設值；
- 解析：將符號引用替換為直接引用，該階段會把一些靜態方法（符號引用，比如main方法）替換為指向資料所在記憶體的指標或控制代碼等（直接引用），這就是靜態連結過程，這個過程是在類記載期間完成的。動態連結是程式執行期間完成的將符號引用替換為直接引用。
初始化：對類的靜態變數初始化為指定的值，執行靜態程式碼塊。
類載入器
上面的類載入過程主要是通過類載入器來實現的，java裡有以下幾種類載入器。- 啟動類載入器：負責載入支撐JVM執行的位於JREd額lib目錄下的核心類庫；
- 擴充套件類載入器：負責載入支撐JVM執行位於JRE的lib目錄下的ext擴充套件目錄中的JAR類包；
- 應用程式載入器：負責載入ClassPath路徑下的類包，主要就是載入應用程式的類；
自定義載入器：負責載入使用者自定義路徑下的類包；
類記載器繼承了java.lang.ClassLoader類，該類有兩個核心方法，loadClass和findClass。
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException { synchronized (getClassLoadingLock(name)) { // First, check if the class has already been loaded Class<?> c = findLoadedClass(name); if (c == null) { long t0 = System.nanoTime(); 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. long t1 = System.nanoTime(); c = findClass(name); // this is the defining class loader; record the stats sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0); sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1); sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment(); } } if (resolve) { resolveClass(c); } return c; } }
findClass方法預設實現是丟擲異常，所以我們在自定義類載入器主要是重寫findClass方法。
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
throw new ClassNotFoundException(name);
}雙親委派機制
jvm類載入器是有親子層結構的.
這裡類載入就是雙親委派機制，記載某個類時， 會先委託父載入器尋找目標類，找不到再委託上層父載入器載入，如果所有父載入器再自己的載入類路徑下都找不到目標類，則再自己的類載入路徑中查詢並載入目標類。
比如：Math類，最先會找應用程式類載入器載入，應用程式載入器會先委託擴充套件類載入器載入，擴充套件類載入器再委託啟動類載入器，頂層啟動類載入器在自己的類載入器路徑裡找了半天沒找到Math類，則向下退回載入Math類的請求，擴充套件類載入器收到回覆就自己載入，在自己的類載入路徑裡找了半天也沒找到Math類，又向下退回Math類的載入請求給應用程式類載入器，應用程式類載入器於是在自己的類載入路徑中找到了Math類，於是就自己載入了。
雙親委派機制說簡單就是：先找父親載入，不行再由父親自己載入。
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