JVM类加载过程与双亲委派模型

武培轩 2020年02月05日 122次浏览

类加载过程

类加载过程为JVM将类描述数据从.class文件中加载到内存,并对数据进行解析和初始化,最终形成被JVM直接使用的Java类型。包含:

  • 加载:获取该类的二进制字节流,将字节流代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构,并在内存生成代表该类的 java.lang.Object 对象作为方法区该类的访问入口
  • 验证:确保 Class 文件的字节流中包含的信息符号当前虚拟机的要求(文件格式验证、元数据验证、字节码验证、符号引用验证)
  • 准备:为类变量分配内存并设置类变量初始值
  • 解析:将常量池内的符号引用替换为直接引用
  • 初始化:执行类构造器 () 方法

类加载器

类加载过程中的加载操作由类加载去完成。类加载器分为:

  • 启动类加载器/Bootstrap ClassLoader:负责加载JAVA_HOME/lib目录中的所有类,或者加载由选项-Xbootcalsspath指定的路径下的类;
  • 扩展类加载器/ExtClasLoader:负责加载JAVA_HOME/lib/ext目录中的所有类型,或者由参数-Xbootclasspath指定路径中的所有类型;
  • 应用程序类加载器/AppClassLoader:负责加载用户类路径ClassPath下的所有类型
  • 自定义加载器:所有继承抽象类java.lang.ClassLoader的类加载器

双亲委派模型

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双亲委派过程:当一个类加载器收到类加载任务时,立即将任务委派给它的父类加载器去执行,直至委派给最顶层的启动类加载器为止。如果父类加载器无法加载委派给它的类时,将类加载任务退回给它的下一级加载器去执行。

双亲委派模型最大的好处就是让Java类同其类加载器一起具备了一种带优先级的层次关系。举个例子来说明下:比如我们要加载顶层的Java类——java.lang.Object类,无论我们用哪个类加载器去加载Object类,这个加载请求最终都会委托给启动类加载器(Bootstrap ClassLoader),这样就保证了所有加载器加载的Object类都是同一个类。如果没有双亲委派模型,就会出现 Wupx::Object 和 Huyx::Object 这样两个不同的Object类。

双亲委派模型案例

java.lang.ClassLoader 的 loadClass() 方法

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
        throws ClassNotFoundException
    {
        synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
            // First, check if the class has already been loaded
            Class<?> c = findLoadedClass(name);
            if (c == null) {
                long t0 = System.nanoTime();
                try {
                    if (parent != null) {
                        c = parent.loadClass(name, false);
                    } else {
                        c = findBootstrapClassOrNull(name);
                    }
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                    // ClassNotFoundException thrown if class not found
                    // from the non-null parent class loader
                }
                if (c == null) {
                    // If still not found, then invoke findClass in order
                    // to find the class.
                    long t1 = System.nanoTime();
                    c = findClass(name);
                    // this is the defining class loader; record the stats
                    sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
                }
            }
            if (resolve) {
                resolveClass(c);
            }
            return c;
        }
    }