什么是ClassLoader?
ClassLoader是类的加载器, 负责将.class文件装载进系统, 交给虚拟机进行连接, 初始化等操作(在jdk中是一个抽象类java.lang.ClassLoader)
ClassLoader的种类
- BootStrapClassLoader: C++编写, 加载核心库 java.*
- sun.misc.Launcher$ExtClassLoader: Java编写, 加载扩展库 javax.*
System.getProperty("java.ext.dirs"); 获取加载类的目录 - sun.misc.Launcher$AppClassLoader: Java编写, 加载程序所在的目录(classpath)
System.getProperty("java.class.path"); 获取加载类的目录 - 自定义ClassLoader: Java编写
自定义的ClassLoader能够完成很多有意义的操作 如:
通过网络二进制流加载类
对敏感class加密,然后在自定义classLoader中解密
也可以修改class 对字节码 做一些扩展
public class MyClassLoader extends ClassLoader {
private String path;
private String classLoaderName;
public MyClassLoader(String path, String classLoaderName) {
this.path = path;
this.classLoaderName = classLoaderName;
}
/**
*用于寻找类文件, 抽象类ClassLoader中的findClass方法不做任何事,
*直接抛出ClassNotFoundException, 所以要重写这个方法
*/
@Override
public Class findClass(String name) {
byte[] b = loadClassData(name);
return defineClass(name, b, 0, b.length);
}
//用于加载类文件
private byte[] loadClassData(String name) {
name = path + name + ".class";
InputStream in = null;
ByteArrayOutputStream out = null;
try {
in = new FileInputStream(new File(name));
out = new ByteArrayOutputStream();
int i = 0;
while ((i = in.read()) != -1) {
out.write(i);
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
out.close();
in.close();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
return out.toByteArray();
}
}
这个自定义类加载器的作用是去指定的路径下加载指定名称的类
使用
public class ClassLoaderChecker {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException {
MyClassLoader m = new MyClassLoader("/Users/baidu/Desktop/", "myClassLoader");
Class c = m.loadClass("HelloWorld");
System.out.println(c.getClassLoader());
System.out.println(c.getClassLoader().getParent());
System.out.println(c.getClassLoader().getParent().getParent());
System.out.println(c.getClassLoader().getParent().getParent().getParent());
c.newInstance();
}
}
类加载器的双亲委派机制
使用委托机制是为了防止多份同样字节码的加载, 节省内存
具体流程可以分析ClassLoader#loadClass(String name, boolean resolve)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) {
// 链接
resolveClass(c);
}
return c;
}
}
逻辑还是比较简单清晰的, 先加个锁, 然后检查当前类加载器有没有加载过这个类, 如果没有加载过且父加载器不为空则向上委托给父类, 一直到调用BootStrapClassLoader
加载流程 如图所示
如果仍然没有找到则调用加载器自身的findClass
C8C923CA-3B18-4562-BF5A-5319AAB0A769.png
类的加载过程
- 加载
- 通过ClassLoader加载class文件字节码, 生成Class对象
- 链接(ClassLoader#resolveClass()方法)
- 校验: 检查正确性与安全性
- 准备: 为类分配存储空间并设置类变量与初始值
- 解析: JVM将常量池内的符号引用转换为直接使用
- 初始化
- 执行类变量赋值和静态代码块
类的加载方式
- 隐式加载: new
- 显示加载: loadClass, forName
loadClass 与 forName的区别
// ClassLoader
public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
return loadClass(name, false);
}
通过分析源码可以知道
- ClassLoader. loadClass 得到的class是还没有链接的
- Class.forName 得到的是已经初始化完成的
使用ClassLoader 不会执行静态代码块, forName会执行
当类不需要加载静态代码块时, 可以用loadClass 加快执行速度, 即LazyLoader, 当需要用静态代码块加载一些Bean或驱动时, 则需要使用forName (如Mysql数据库驱动的加载)
