JVM类加载相关笔记

Java类加载器

虚拟机自带的类加载器
  • 启动类加载器(Bootstrap)C++
    加载Java的核心类($JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar),C++原生代码来实现
  • 扩展类加载器(Extension)Java
    加载jre扩展类($JAVA_HOME/jre/lib/ext/)或者由java.ext.dirs系统属性指定的目录中的JAR包的类。由Java语言实现,父类加载器为null(父类加载器为Bootstrap,null是因为通过java无法获取)。
  • 应用程序类加载器(AppClassLoader)Java
    也叫系统类加载器,加载当前应用的classpath的所有类
用户自定义加载器
  • Java.lang.ClassLoader的子类,用户可以定制类的加载方式

JVM的类加载机制

  1. 双亲委派机制:

当一个类收到了类加载请求,它首先不会尝试自己去加载这个类,而是把这个请求委派给父类去完成,每一个层次类加载器都是如此,因此所有的加载请求都应该传送到启动类加载器中,只有当父类加载器反馈自己无法完成这个请求的时候(在它的加载路径下没有找到所需加载的Class),子类加载器才会尝试自己去加载。

采用双亲委派的一个好处是比如加载位于rt.jar包中的类java.lang.Object,不管是哪个加载器加载这个类,最终都是委托给顶层的启动类加载器进行加载,这样保证了使用不同的类加载器最终得到的都是同一个Object对象。

顺序:Bootstrap ==> Extension ==> AppClassLoader
简单的来说就是:先让父类加载,父类可以加载,成功返回,父类无法加载,自己再加载。

  1. 缓存机制:

缓存机制会将所有加载过的类存入缓存,当程序需要某个使用class时,类加载器会先查找缓存,当缓存中不存在的时候,类加载器才会去加载该class并存入缓存。
所以就算修改替换了class文件也要重启JVM服务才会生效哦!已经加载过的class存在缓存中不会再次被加载啦!

类加载过程 (java.lang.ClassLoader.loadClass)

1、调用findLoadedClass查看是否已加载该类;
首先会查找缓存是否存在该class(缓存机制),如果存在直接返回对象,如果不存在,查找父类加载器(因为是通过加载器去查找对象,并且双亲委派机制,所以这里去查找父类加载器)
2、在父类加载器上调用loadClass方法,如果父级为null ,则使用虚拟机内置的类加载器;
如果父类加载器不存在,那么它的父类加载器即是根加载器(BootstrapClassLoader)或者本身就是根加载器,那么使用根加载器去查找目标类,如果成功则返回对象,失败报ClassNotFountException异常。
3、如果父级不为null,则使用父加载器
如果父类加载器存在,那么使用父类加载器去查找目标类,如果成功则返回对象,否则会通过当前类加载器去查找目标类(同样双亲委派机制,父类无法加载则自己去加载),如果成功则返回对象,失败报ClassNotFountException异常。

附上源码

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
        throws ClassNotFoundException
    {
        synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
            // 首先检查该类是否已加载
            Class<?> c = findLoadedClass(name);
            if (c == null) {
                long t0 = System.nanoTime();
                try {
                    //查找父加载器是否存在
                    if (parent != null) {
                         //使用父加载器加载
                        c = parent.loadClass(name, false);
                    } else {
                        //使用根加载器Bootstrap加载
                        c = findBootstrapClassOrNull(name);
                    }
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                    //如果未从非空父类加载器找到类,则抛出ClassNotFoundException
                }

                if (c == null) {
                    long t1 = System.nanoTime();
                    //throw new ClassNotFoundException
                    c = findClass(name);
                    //记录统计数据
                    sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
                }
            }
            if (resolve) {
                //缓存类
                resolveClass(c);
            }
            return c;
        }
    }
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