JVM类加载机制与双亲委派机制
类加载顺序如下:
加载->验证->准备->解析->初始化
加载
在硬盘上查找并通过IO读取字节码文件,使用到类的时候才会加载,例如调用类的main()方法,创建对象等,在加载结对会在内存中生成一个代表该类的Class对象,作为方法区这个类的各种数据的访问入口
验证
验字节码的正确性,防止字节码被篡改.
准备
给类的静态变量分配内存,并赋予默认值
解析
将符号引用转变成直接引用,该阶段会吧一些静态方法(符号引用,如main()方法)替换为指向数据所存内存的指针或句柄等(直接引用),这就是静态链接的过程,动态链接是在程序运行期间将符号引用转成直接引用
初始化
对类的静态变量初始化为指定的值,执行静态代码块
类加载器与双亲委派机制
类加载器
- 引导类加载器(Bootstrap ClassLoder: 负责加载支撑JVM运行的位于JRE的lib目录下的核心库类.
- 扩展类加载器(Extension ClassLoader): 负责加载支撑JVM运行的位于JRE的lib下的ext扩展目录中的JAR包
- 应用程序类加载器(Application ClassLoader):负责加载Classpath路径下的类包,主要是加载自己写的类
- 自定义加载器(User ClassLoader):负责加载用户自定义路径下的类包
双亲委派机制
JVM类加载器是有亲子层级结构的，如下图:
双亲委派机制最简单的理解就是,在首次加载类的时候,会先找父加载器进行加载,不行再由儿子自己进行加载
需要注意的一点,父加载器并不是说直接通过extend关键字继承的,而是属性的值.如图:
ClassLoader的loadClass方法，里面实现了双亲委派机制
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException
{
synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
// First, check if the class has already been loaded
// 首先,检查当前类加载器是否已经加载了该类
Class<?> c = findLoadedClass(name);
if (c == null) { // 类没有被加载
long t0 = System.nanoTime();
try {
if (parent != null) { //如果当前加载器父加载器不为空则委托父加载器加载该类
c = parent.loadClass(name, false);
} else { //如果当前加载器父加载器为空则委托引导类加载器加载该类
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;
}
}
为什么要设计双亲委派机制？
沙箱安全机制：自己写的java.lang.String.class类不会被加载，这样便可以防止核心
API库被随意篡改
避免类的重复加载：当父亲已经加载了该类时，就没有必要子ClassLoader再加载一
次，保证被加载类的唯一性
如何打破双亲委派机制
继承ClassLoader 类,重写loadClass方法,实现自己的加载逻辑,不委派给双亲加载器进行加载.
Tomcat打破双亲委派机制
以Tomcat类加载为例，Tomcat 如果使用默认的双亲委派类加载机制行不行？
我们思考一下：Tomcat是个web容器， 那么它要解决什么问题：
- 一个web容器可能需要部署两个应用程序，不同的应用程序可能会依赖同一个第三方类库的
不同版本，不能要求同一个类库在同一个服务器只有一份，因此要保证每个应用程序的类库都是
独立的，保证相互隔离。
- 部署在同一个web容器中相同的类库相同的版本可以共享。否则，如果服务器有10个应用程
序，那么要有10份相同的类库加载进虚拟机。
- web容器也有自己依赖的类库，不能与应用程序的类库混淆。基于安全考虑，应该让容器的
类库和程序的类库隔离开来。
- web容器要支持jsp的修改，我们知道，jsp 文件最终也是要编译成class文件才能在虚拟机中
运行，但程序运行后修改jsp已经是司空见惯的事情， web容器需要支持 jsp 修改后不用重启。
再看看我们的问题：Tomcat 如果使用默认的双亲委派类加载机制行不行？
答案是不行的。为什么？
第一个问题，如果使用默认的类加载器机制，那么是无法加载两个相同类库的不同版本的，默认
的类加器是不管你是什么版本的，只在乎你的全限定类名，并且只有一份。
第二个问题，默认的类加载器是能够实现的，因为他的职责就是保证唯一性。
第三个问题和第一个问题一样。
我们再看第四个问题，我们想我们要怎么实现jsp文件的热加载，jsp 文件其实也就是class文
件，那么如果修改了，但类名还是一样，类加载器会直接取方法区中已经存在的，修改后的jsp
是不会重新加载的。那么怎么办呢？我们可以直接卸载掉这jsp文件的类加载器，所以你应该想
到了，每个jsp文件对应一个唯一的类加载器，当一个jsp文件修改了，就直接卸载这个jsp类加载
器。重新创建类加载器，重新加载jsp文件。
Tomcat自定义加载器详解
tomcat的几个主要类加载器：
commonLoader：Tomcat最基本的类加载器，加载路径中的class可以被Tomcat容
器本身以及各个Webapp访问；
catalinaLoader：Tomcat容器私有的类加载器，加载路径中的class对于Webapp不
可见；
sharedLoader：各个Webapp共享的类加载器，加载路径中的class对于所有
Webapp可见，但是对于Tomcat容器不可见；
WebappClassLoader：各个Webapp私有的类加载器，加载路径中的class只对当前
Webapp可见，比如加载war包里相关的类，每个war包应用都有自己的WebappClassLoader，实现相互隔离，比如不同war包应用引入了不同的spring版本，
这样实现就能加载各自的spring版本；
从图中的委派关系中可以看出：
CommonClassLoader能加载的类都可以被CatalinaClassLoader和SharedClassLoader使用，
从而实现了公有类库的共用，而CatalinaClassLoader和SharedClassLoader自己能加载的类则
与对方相互隔离。
WebAppClassLoader可以使用SharedClassLoader加载到的类，但各个WebAppClassLoader
实例之间相互隔离。
而JasperLoader的加载范围仅仅是这个JSP文件所编译出来的那一个.Class文件，它出现的目的
就是为了被丢弃：当Web容器检测到JSP文件被修改时，会替换掉目前的JasperLoader的实例，
并通过再建立一个新的Jsp类加载器来实现JSP文件的热加载功能。
tomcat 这种类加载机制违背了java 推荐的双亲委派模型了吗？答案是：违背了。
很显然，tomcat 不是这样实现，tomcat 为了实现隔离性，没有遵守这个约定，每个
webappClassLoader加载自己的目录下的class文件，不会传递给父类加载器，打破了双亲委
派机制
