高性能编程-3.1.1类加载机制

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类生命周期

类加载器

类加载器负责装入类:搜索网络、jar、zip、文件夹、二进制数据、内存等指定位置的资源。 一个Java程序运行,最少有三个类加载器实例,负责不同类的加载。

验证完问题

  • 查看类对应的加载器
  • JVM如何知道我的类在何方
  • 类不会重复加载
  • 类的卸载
  • 双亲委派模型

查看类对应的加载器

  • 通过JDK-API进行查看:java.lang.Class.getClassLoader()
  • 返回装载类的类加载器
  • 如果这个类是由BootstrapClassLoader加载的,那么这个方法在实现中将返回null
/**
 * 查看类的加载器实例
 */
public class ClassLoaderView {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        // 加载核心类库的 BootStrap ClassLoader
        System.out.println("核心类库加载器:"
                + ClassLoaderView.class.getClassLoader().loadClass("java.lang.String").getClassLoader());
        // 加载拓展库的 Extension ClassLoader
        System.out.println("拓展类库加载器:" + ClassLoaderView.class.getClassLoader()
                .loadClass("com.sun.nio.zipfs.ZipCoder").getClassLoader());
        // 加载应用程序的
        System.out.println("应用程序库加载器:" + ClassLoaderView.class.getClassLoader());

        // 双亲委派模型 Parents Delegation Model
        System.out.println("应用程序库加载器的父类:" + ClassLoaderView.class.getClassLoader().getParent());
        System.out.println(
                "应用程序库加载器的父类的父类:" + ClassLoaderView.class.getClassLoader().getParent().getParent());
    }
}

如何知道我们的类在何方

  • JVM如何知道我们的类在何方?

    class信息存放在不同的位置,桌面jar、项目bin目录,target目录等等。

  • 查看openjdk源码:sun.misc.Launcher.AppClassLoader

    结论:读取java.class.path配置,指定去哪些地址加载类资源。

    验证过程:利用jps、jcmd两个命令

    1、jps查看本机Java进程 2、查看运行时配置:jcmd进程号,VM.system_properties

类不会重复加载

类的唯一性:同一个类加载器,类名一样,代表是同一个类

识别方式:ClassLoader Instance id + PackageName + ClassName

验证方式:使用类加载器,对同一个class类的不同版本,进行多次加载,检查是否会加载到最新的代码。
/**
 * 指定class 进行加载e
 */
public class LoaderTest {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        URL classUrl = new URL("file:D:\\");//jvm 类放在位置

        URLClassLoader parentLoader = new URLClassLoader(new URL[]{classUrl});

        while (true) {
            // 创建一个新的类加载器
            URLClassLoader loader = new URLClassLoader(new URL[]{classUrl});

            // 问题:静态块触发
            Class clazz = loader.loadClass("HelloService");
            System.out.println("HelloService所使用的类加载器:" + clazz.getClassLoader());

            Object newInstance = clazz.newInstance();
            Object value = clazz.getMethod("test").invoke(newInstance);
            System.out.println("调用getValue获得的返回值为:" + value);

            Thread.sleep(3000L); // 1秒执行一次
            System.out.println();

            //  help gc  -verbose:class
            newInstance = null;
            loader = null;

        }

        // System.gc();
    }
}

类的卸载

  • 类什么时候卸载

    满足如下两个条件:

    1、该Class所有的实例都已经被GC

    2、加载该类的ClassLoader实例已经被GC

验证方式:jvm启动中增加-verbose:class参数,输出类加载和卸载的日志信息。

/**
 * 热加载,指定class 进行加载e
 */
public class LoaderTest1 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        URL classUrl = new URL("file:D:\\");
        // 测试双亲委派机制
        // 如果使用此加载器作为父加载器,则下面的热更新会失效,因为双亲委派机制,HelloService实际上是被这个类加载器加载的;
        //  URLClassLoader parentLoader = new URLClassLoader(new URL[]{classUrl});

        while (true) {
            // 创建一个新的类加载器,它的父加载器为上面的parentLoader
            URLClassLoader loader = new URLClassLoader(new URL[]{classUrl}, LoaderTest1.class.getClassLoader());

            Class clazz = loader.loadClass("HelloService");
            System.out.println("HelloService所使用的类加载器:" + clazz.getClassLoader());
            Object newInstance = clazz.newInstance();
            Object value = clazz.getMethod("test").invoke(newInstance);
            System.out.println("调用getValue获得的返回值为:" + value);

            // help gc
            newInstance = null;
            value = null;

            System.gc();
            loader.close();

            Thread.sleep(3000L); // 1秒执行一次
            System.out.println();
        }
    }
}
public class HelloService {
    public static String value = getValue();

    static {
        System.out.println("########static code");
    }

    private static String getValue() {
        System.out.println("########static method");
        return "nerease"
    }

    public void test() {
        System.out.println("hello 2233" + value);
    }
}

双亲委派模型

为了避免重复加载,由下到上逐级委托,由上到下查找

首先不会自己去尝试加载类,而是把这个请求委派给父加载器去完成;每一个层次的加载器都是如此,因此所有的类加载请求都会传给上层的启动类加载器。

只有当父加载器反馈自己无法完成该加载请求(该加载器的搜索范围中没有找到对应的类)时,子加载器才会尝试自己去加载。

注:类加载器之间不存在父类子类的关系,"双亲"是翻译,可以理解为逻辑上定义的上下级关系。