虚拟机类加载机制：类加载器

虚拟机设计团队把类加载阶段中的“通过一个类的全限定名来获取描述此类的二进制字节流”这个动作放到JVM外部区实现&＃xff0c;以便让应用程序自己决定如何去获取所需要的类。实现这个动作的代码模块称为类加载器。

类与类加载器

对于任意一个类&＃xff0c;都需要由加载它的类加载器和这个类本身一同确立其在JVM中的唯一性。也就是说&＃xff0c;两个类相等需要类本身相等&＃xff0c;并且使用同一个类加载器进行加载。这是因为每一个类加载器都拥有一个独立的类名称空间。

相等&＃xff0c;包括类的Class对象的equals()方法&＃xff0c;isAssignableFrom()方法&＃xff0c;isInstance()方法的返回结果&＃xff1b;还包括使用instanceof关键字做对象所属关系判定等情况。

类加载器的作用&＃xff1a;将class文件加载进JVM的方法区&＃xff0c;并在方法区中创建一个java.lang.Class对象作为外界访问这个类的接口。

JAVA程序使用以下三种类加载器&＃xff1a;

启动类加载器&＃xff1a;负责加载Java_Home\lib中的class文件。启动类加载器&＃xff0c;使用C&＃43;&＃43;语言实现&＃xff0c;是虚拟机自身的一部分。其余类加载器都有Java语言实现&＃xff0c;独立于虚拟机之外&＃xff0c;且继承自java.lang.ClassLoader类。
扩展类加载器&＃xff1a;负责加载Java_Home\lib\ext目录下的class文件。
应用程序类加载器&＃xff1a;负责加载用户classpath下的class文件。如果应用程序中没有自定义类加载器&＃xff0c;一般情况下这个就是程序中默认的类加载器。
绝大部分应用程序都是有这三种类加载器加载的&＃xff0c;有必要的话还可以加入自己定义的类加载器。

双亲委派模型

上图所示的类加载器之间的层次关系&＃xff0c;称为类加载器的双亲委派模型。该模型要求除了顶层的启动类加载器之外&＃xff0c;其余的类加载器都应当有自己的父类加载器。这里类加载器之间的父子关系一般不会以继承的关系实现&＃xff0c;而是使用组合关系来复用父加载器的代码。

它不是一个强制性的约束模型&＃xff0c;而是Java设计者推荐给开发者的一种类加载实现方式。

工作过程&＃xff1a;如果一个类加载器收到了类加载的请求&＃xff0c;它首先不会自己去尝试加载这个类&＃xff0c;而是把这个请求委派给父类加载器区完成&＃xff0c;每层都是如此&＃xff0c;因此最终所有加载请求都应该传送到顶层的启动类加载器中&＃xff0c;只有当父加载器反馈自己无法完成这个加载请求&＃xff0c;子加载器才会尝试自己去加载。

好处&＃xff1a;Java类随着他的类加载器一起具备了一种带有优先级的层次关系&＃xff0c;从而使得基础类得到统一&＃xff08;如java.lang.Object使用启动类加载器&＃xff0c;保证了Object类的统一&＃xff09;

双亲委派模型的实现&＃xff1a;在java.lang.ClassLoader中&＃xff0c;loadClass()方法运行过程如下&＃xff1a;先检查类是否已经加载过&＃xff0c;如果没有则让父类加载器去加载。当父类加载器加载失败抛出ClassNotFoundException,此时尝试自己去加载。

public abstract class ClassLoader{private final ClassLoader parent;public Class loadClass(String name)throws ClassNotFoundException{return loadClass(name, false);}protected Class loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException {synchronized (getClassLoadingLock(name)) {// First, check if the class has already been loadedClass c &＃61; findLoadedClass(name);if (c &＃61;&＃61; null) {try {if (parent !&＃61; null) {c &＃61; parent.loadClass(name, false);} else {c &＃61; findBootstrapClassOrNull(name);}} catch (ClassNotFoundException e) {//如果父类抛出该异常&＃xff0c;说明父类加载器无法完成加载请求}if (c &＃61;&＃61; null) {// 父类加载器无法加载的时候&＃xff0c;再调用本身的findClass方法来进行类加载c &＃61; findClass(name);}}if (resolve) {resolveClass(c);}return c;}}protected Class findClass(String name) throws ClassNotFoundException {throw new ClassNotFoundException(name);} }