Java基礎之ClassLoader詳解

一、ClassLoader簡介

ClassLoader負責在運行時將Java類動態加載到JVM中,而且ClassLoader是JRE的一部分。因此,由於ClassLoader的存在,JVM無需瞭解底層文件和文件系統即可運行Java程序。

而且,ClassLoader並不會一次把所有Java類加載到內存中,而是在應用程序需要的時候加載。這就是ClassLoader發揮作用的地方,它們負責將類加載到內存中。

二、內置的CLassLoader的類型

下面是一個簡單的例子,它展示瞭不同的類被哪種ClassLoader加載的:

Java中的ClassLoad

 執行上面的方法,將打印:

Java中的ClassLoad

如我們所看到的,這裡有三種不同的ClassLoader:AppClassLoader、ExtClassLoader和BootstrapClassLoader。BootstrapClassLoader顯示為null,這是因為BootstrapClassLoader是本機代碼(由C/C++編寫,本身是JRE的一部分)而不是Java代碼編寫的,因此不會顯示為Java類。

AppClassLoader加載瞭上面示例方法的類(Test),AppClassLoader將我們的java類加載到類路徑中。

接下來,ExtClassLoader加載瞭Logging類,ExtClassLoader加載作為標準核心的Java擴展類 – %JAVA_HOME%/jre/lib/ext下的類。

最後是BootstrapClassLoader加載瞭ArrayList類,BootstrapClassLoader是所有ClassLoader的父級。

三、BootstrapClassLoader

Java類是由java.lang.ClassLoader的實例加載的,但是AppClassLoader本身就是一個Java類。因此誰來加載AppClassLoader(java.lang.ClassLoader)?

這就是BootstrapClassLoader發揮作用的地方瞭。

BootstrapClassLoader負責加載JDK內部的類,rt.jar和%JAVA_HOME%/lib目錄下的其他核心庫,ext目錄是擴展庫。此外BootstrapClassLoader還是其他ClassLoader實例的爸爸。

BootstrapClassLoader是JVM的一部分,它是由本機代碼(C/C++)編寫,在不同的平臺上會有不同的實現。

四、ExtClassLoader

ExtClassLoader是BootstrapClassLoader的子類,它負責加載標準核心的Java擴展類,它從JDK的擴展目錄%JAVA_HOME%/lib/ext/目錄或環境變量java.ext.dirs目錄下加載對應的擴展類。

五、AppClassLoader

AppClassLoader負責將所有的應用程序級的類加載到JVM中,它加載在類環境變量CLASSPATH下的文件,而且它是ExtClassLoader的子類。

六、ClassLoader如何工作?

ClassLoader是JRE的一部分,當JVM請求一個類時,ClassLoader嘗試定位該類,並使用完全限定的類名稱來加載該類。

java.lang.ClassLoader.loadClass()方法時負責加載類成為運行時,它首先會嘗試基於完全限定的類名稱去加載類,如果沒有加載到該類,它就會委派給父類ClassLoader,這個過程使用遞歸完成的。

最終,如果父類ClassLoader找不到該類,則子類將調用
java.net.URLClassLoader.findClass()方法在文件系統中查找該類。如果最後一個子類ClassLoader也無法加載該類,就拋出java.lang.NoClassDeFoundError或java.lang.ClassNotFoundExcrption異常。

從調用java.lang.ClassForName()開始,它首先將嘗試通過父類ClassLoader加載該類,然後嘗試通過
java.net.URLClassLoader.findClass()查找class本身。當讓任然找不到該類是,它將拋出ClassNotFoundException異常。

ClassLoader具有三個重要的特性。

七、委托模型

ClassLoader遵循委托模型,在該模型中,根據請求查找類或者資源,ClassLoader實例會將對類或者資源的搜索委托給父級ClassLoader。

假設我們有一個應用程序類加載到JVM中的請求,AppClassLoader會將該類的加載委托給其父級ExtClassLoader,而父級ExtClassLoader又將委托給BootstrapClassLoader。

僅當BootstrapClassLoader和ExtClassLoader未能成功加載類時,AppClassLoader才會去加載類。

八、class唯一性

作為委托模型的結果,很容易確保class的唯一性,因為我們總是嘗試向上委托。如果父類ClassLoader無法找到該類,則隻有當前的ClassLoader實例會親自去加載。

九、可見性

子類ClassLoader對其父類ClassLoader加載的類是可以見的。

例如,BootstrapClassLoader加載的類對ExtClassLoader加載的類具有可見性,反之亦然。

如果AppClassLoader加載瞭類A,ExtClassLoader加載瞭類B,那麼就AppClassLoader加載的其他類而言,A和B都是可見的。

但是就ExtClassLoader加載其他類而言,類B是唯一可見的類。

到此這篇關於Java基礎之ClassLoader詳解的文章就介紹到這瞭,更多相關Java ClassLoader詳解內容請搜索WalkonNet以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大傢以後多多支持WalkonNet!