JVM类加载机制

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类加载运行的过程

loadClass的类加载主要有如下几步:

加载->验证->准备->解析->初始化->使用->卸载

  • 加载:在磁盘上查找并通过IO读入字节码文件,使用到类才会加载,例如调用类的main()方法,new对象等等,在加载阶段会在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象,作为方法区这个类的各种数据的访问入口
  • 验证:校验字节码文件的正确性
  • 准备:给类的静态变量分配内存,并赋予默认值
  • 解析:将符号引用替换为直接引用,该阶段会把一些静态方法(符号引用,比如main()方法)替换为指向数据所存内存的指针或句柄等(直接饮用),这就是所谓的静态链接过程(类加载期间完成),动态链接是在程序运行期间完成的将符号引用替换为直接引用。
  • 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 类被加载到方法区后主要包含运行时常量池,类型信息,字段信息,方法信息,类加载器的引用,对应class实例的应用等信息

类加载器的引用:这个类到类加载器实例的引用

对应class实例的引用:类加载器在加载类信息放到方法区后,会创建一个对应的class类型的对象实例放到堆中,作为开发人员访问方法区中类定义的入口和切入点

注意,主类在运行过程中如果使用到其他类,会逐步加载这些类。jar包或者war包的类不是一次性全部加载的,是使用到时才加载

类加载器和双亲委派机制

类加载器主要包括自定义类加载器,应用程序类加载器,扩展类加载器和引导类加载器

  • 引导类加载器:负责加载支撑jvm运行的位于jre的lib目录下的核心类库,比如rt.jar,charsets.jar等
  • 扩展类加载器:负责加载支撑jvm运行的位于jre的lib目录下的ext扩展目录中的jar类包
  • 应用程序类加载器:负责加载classpath路径下的类包,主要就是加载开发写的类
  • 自定义类加载器:负责加载用户自定义路径下的类包

类加载器初始化过程:

类加载会创建jvm启动器实例sun.misc.Launcher

sun.misc.Launcher初始化使用了单例设计模式,保证一个jvm虚拟机内只有一个sun.misc.Launcher实例。

在Launcher构造方法内部,其创建了两个类加载器,分别是sun.misc.Launcher.ExtClassLoader(扩展类加载器)和sun.misc.Launcher.AppClassLoader(应用类加载器)。

jvm默认使用Launcher的getClassLoader()方法返回的类加载器AppClassLoader的实例加载我们的应用程序。

双亲委派机制

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类加载其实就是一个双亲委派机制,加载某个类会先委托父加载器寻找目标类,找不到再委托上层父加载器加载,如果所有父加载器在自己的加载路径下都找不到目标类,则在自己的类加载路径中查找并载入目标类。

比如我们运行自己开发的类,最先会找应用程序类加载器加载,应用程序类加载器会先委托扩展类加载器加载,扩展类加载器再委托引导类加载器,顶层引导类加载器在自己的类加载路径里找了半天没找到类,则向下退回加载Math类的请求,扩展类加载器收到回复就自己加载,在自己的类加载路径找了半天也没有找到该类,又向下退回Math类的加载请求给应用程序类加载器,应用程序类加载器于是在自己的类加载路径里找类,结果找到了就自己加载了

双亲委派机制说简单点就是,先找父加载器加载,不行再由子加载器加载