JVM加载class文件的原理机制
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
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- - ExtClassLoader - 负责加载扩展类
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- - 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
/** * @author Jamson Huang * */ public class TestClass { /** * @param args */ public static void main(String[] args) throws Exception{ //调用class加载器 ClassLoader cl = TestClass.class.getClassLoader(); System.out.println(cl); //调用上一层Class加载器 ClassLoader clParent = cl.getParent(); System.out.println(clParent); //调用根部Class加载器 ClassLoader clRoot = clParent.getParent(); System.out.println(clRoot); } }
/** * @author Jamson Huang * */ public class Test1 { /** * @param args */ public static void main(String[] args)throws Exception { System.out.println(Test1.class.getClassLoader()); Test2 test2 = new Test2(); test2.print(); } } /** * @author Jamson Huang * */ public class Test2 { public void print(){ System.out.println(Test2.class); System.out.println(this.getClass()); System.out.println(Test2.class.getClassLoader()); } }
try{ URL url = new URL("file:/d:/test/lib/"); URLClassLoader urlCL = new URLClassLoader(new URL[]{url}); Class c = urlCL.loadClass("TestClassA"); TestClassA object = (TestClassA)c.newInstance(); object.method(); }catch(Exception e){ e.printStackTrace(); }
我们通过自定义的类加载器实现了 TestClassA 类的加载并调用 method ()方法。分析一下这个程序:首先定义 URL 指定类加载器从何处加载类, URL 可以指向网际网络上的任何位置,也可以指向我们计算机里的文件系统 ( 包含 JAR 文件 ) 。上述范例当中我们从 file:/d:/test/lib/ 处寻找类;然后定义 URLClassLoader 来加载所需的类,最后即可使用该实例了。
9. 类加载器的阶层体系
讨论了这么多以后,接下来我们仔细研究一下 Java 的类加载器的工作原理:
当执行 java ***.class 的时候, java.exe 会帮助我们找到 JRE ,接着找到位于 JRE 内部的 jvm.dll ,这才是真正的 Java 虚拟机器 , 最后加载动态库,激活 Java 虚拟机器。虚拟机器激活以后,会先做一些初始化的动作,比如说读取系统参数等。一旦初始化动作完成之后,就会产生第一个类加载器―― Bootstrap Loader , Bootstrap Loader 是由 C++ 所撰写而成,这个 Bootstrap Loader 所做的初始工作中,除了一些基本的初始化动作之外,最重要的就是加载 Launcher.java 之中的 ExtClassLoader ,并设定其 Parent 为 null ,代表其父加载器为 BootstrapLoader 。然后 Bootstrap Loader 再要求加载 Launcher.java 之中的 AppClassLoader ,并设定其 Parent 为之前产生的 ExtClassLoader 实体。这两个加载器都是以静态类的形式存在的。这里要请大家注意的是, Launcher$ExtClassLoader.class 与 Launcher$AppClassLoader.class 都是由 Bootstrap Loader 所加载,所以 Parent 和由哪个类加载器加载没有关系。
下面的图形可以表示三者之间的关系:
BootstrapLoader <---(Extends)----AppClassLoader <---(Extends)----ExtClassLoader
这三个加载器就构成我们的 Java 类加载体系。他们分别从以下的路径寻找程序所需要的类:
BootstrapLoader : sun.boot.class.path
ExtClassLoader: java.ext.dirs
AppClassLoader: java.class.path
这三个系统参量可以通过 System.getProperty() 函数得到具体对应的路径。大家可以自己编程实现查看具体的路径。