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  • Java加载Class文件的原理机制

    详见:http://blog.sina.com.cn/s/blog_6cbfd2170100ljmp.html

    1.Java中的所有类,必须被装载到jvm中才能运行,这个装载工作是由jvm中的类装载器完成的,类装载器所做的工作实质是把类文件从硬盘读取到内存中

    2.java中的类大致分为三种:

        1.系统类

        2.扩展类

        3.由程序员自定义的类 

    3.类装载方式,有两种

        1.隐式装载, 程序在运行过程中当碰到通过new 等方式生成对象时,隐式调用类装载器加载对应的类到jvm中。

        2.显式装载, 通过class.forname()等方法,显式加载需要的类

      隐式加载与显式加载的区别?两者本质是一样?

    4.类加载的动态性体现

        一个应用程序总是由n多个类组成,Java程序启动时,并不是一次把所有的类全部加载后再运行,它总是先把保证程序运行的基础类一次性加载到jvm中,其它类等到jvm用到的时候再加载,这样的好处是节省了内存的开销,因为java最早就是为嵌入式系统而设计的,内存宝贵,这是一种可以理解的机制,而用到时再加载这也是java动态性的一种体现 

    5.java类装载器

        Java中的类装载器实质上也是类,功能是把类载入jvm中,值得注意的是jvm的类装载器并不是一个,而是三个,层次结构如下:

          Bootstrap Loader  - 负责加载系统类

                |

              - - ExtClassLoader  - 负责加载扩展类

                        |

                       - - AppClassLoader  - 负责加载应用类

        为什么要有三个类加载器,一方面是分工,各自负责各自的区块,另一方面为了实现委托模型,下面会谈到该模型

    6. 类加载器之间是如何协调工作的

          前面说了,java中有三个类加载器,问题就来了,碰到一个类需要加载时,它们之间是如何协调工作的,即java是如何区分一个类该由哪个类加载器来完成呢。

        在这里java采用了委托模型机制,这个机制简单来讲,就是“类装载器有载入类的需求时,会先请示其Parent使用其搜索路径帮忙载入,如果Parent 找不到,那么才由自己依照自己的搜索路径搜索类”,注意喔,这句话具有递归性

    下面举一个例子来说明,为了更好的理解,先弄清楚几行代码:

    Public class Test{

        Public static void main(String[] arg){

          ClassLoader c  = Test.class.getClassLoader();  //获取Test类的类加载器

            System.out.println(c); 

          ClassLoader c1 = c.getParent();  //获取c这个类加载器的父类加载器

            System.out.println(c1);

          ClassLoader c2 = c1.getParent();//获取c1这个类加载器的父类加载器

            System.out.println(c2);

      }

    }

    运行结果:

        。。。AppClassLoader。。。

        。。。ExtClassLoader。。。

        Null

    注: 。。。表示省略了内容

        可以看出Test是由AppClassLoader加载器加载的,AppClassLoader的Parent 加载器是ExtClassLoader 但是ExtClassLoader的Parent为 null 是怎么回事呵,朋友们留意的话,前面有提到Bootstrap Loader是用C++语言写的,依java的观点来看,逻辑上并不存在Bootstrap Loader的类实体,所以在java程序代码里试图打印出其内容时,我们就会看到输出为null。

        类装载器ClassLoader(一个抽象类)描述一下JVM加载class文件的原理机制

        类装载器就是寻找类或接口字节码文件进行解析并构造JVM内部对象表示的组件,在java中类装载器把一个类装入JVM,经过以下步骤:

    1、装载:查找和导入Class文件

    2、链接:其中解析步骤是可以选择的

    a)检查:检查载入的class文件数据的正确性

    b)准备:给类的静态变量分配存储空间

    c)解析:将符号引用转成直接引用

    3、初始化:对静态变量,静态代码块执行初始化工作

    类装载工作由ClassLoder和其子类负责。JVM在运行时会产生三个ClassLoader:根装载器,ExtClassLoader(扩展类装载器)和AppClassLoader,其中根装载器不是ClassLoader的子类,由C++编写,因此在java中看不到他,负责装载JRE的核心类库,如JRE目录下的rt.jar,charsets.jar等。ExtClassLoader是ClassLoder的子类,负责装载JRE扩展目录ext下的jar类包;AppClassLoader负责装载classpath路径下的类包,这三个类装载器存在父子层级关系,即根装载器是ExtClassLoader的父装载器,ExtClassLoader是AppClassLoader的父装载器。默认情况下使用AppClassLoader装载应用程序的类

       Java装载类使用“全盘负责委托机制”。“全盘负责”是指当一个ClassLoder装载一个类时,除非显示的使用另外一个ClassLoder,该类所依赖及引用的类也由这个ClassLoder载入;“委托机制”是指先委托父类装载器寻找目标类,只有在找不到的情况下才从自己的类路径中查找并装载目标类。这一点是从安全方面考虑的,试想如果一个人写了一个恶意的基础类(如java.lang.String)并加载到JVM将会引起严重的后果,但有了全盘负责制,java.lang.String永远是由根装载器来装载,避免以上情况发生

        除了JVM默认的三个ClassLoder以外,第三方可以编写自己的类装载器,以实现一些特殊的需求。类文件被装载解析后,在JVM中都有一个对应的java.lang.Class对象,提供了类结构信息的描述。数组,枚举及基本数据类型,甚至void都拥有对应的Class对象。Class类没有public的构造方法,Class对象是在装载类时由JVM通过调用类装载器中的defineClass()方法自动构造的

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