從源碼理解類加載

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從源碼理解類加載

      我們都知道，我們得java程序得運(yùn)行，實(shí)際是根據(jù)面向?qū)ο缶幊痰迷?，為一個(gè)個(gè)類創(chuàng)建對(duì)象，對(duì)象們協(xié)同工作，完成了程序得運(yùn)行！

      但是這些類，說(shuō)到底是一個(gè)個(gè)得文件，二進(jìn)制的class，如何變成為jvm所用的對(duì)象呢？，我們稱之為類加載！看classloader偶有心得，隨筆以記！

1  類加載原理（雙親委派機(jī)制）

     說(shuō)到雙親委派機(jī)制，那就祭出一張十分眼熟得圖！

        這是一張很簡(jiǎn)單易懂得圖！就是類加載是有父子關(guān)系得，當(dāng)接受到類加載請(qǐng)求時(shí)，都是先去找自己得“爸爸”類加載去完成加載，找到則返回，找不到則跑錯(cuò)！可參考下圖源碼理解：

        上圖得這段代碼就是classload種得loadClass方法實(shí)現(xiàn)！上圖可見(jiàn)，根據(jù)一個(gè)name加載類時(shí)，第一步會(huì)根據(jù)name得到一個(gè)鎖，保證類加載得并發(fā)安全！第二步就是判斷父類加載器是否為空，如果不為空，這調(diào)用父類加載得loadClass方法加載，如果為空，則第三步使用根加載器BootStrap根據(jù)名稱加載，如果以上步驟完成后，依然沒(méi)加載到類，在第四步調(diào)用findClass(name),實(shí)際是拋出一個(gè) ClassNotFoundException（name）的異常！

       類加載器主要有四種，根加載，擴(kuò)展加載，應(yīng)用加載，自定義加載，其父子順序主要可見(jiàn) sun.misc.Lancher中代碼：

        在Lancher的構(gòu)造函數(shù)中，首先創(chuàng)建了ExtClassLoader 擴(kuò)展加載，沒(méi)有傳遞parent加載器，則為根加載器BootStrap加載器為parent，而后又將ExtClassLoader 做為parent屬性，用以創(chuàng)建了AppClassLoader應(yīng)用加載！

       在Lancher中有一個(gè)根目錄屬性 bootClassPath，通過(guò) System.getProperty("sun.boot.class.path"); 如果將其打印，可以發(fā)現(xiàn)是jdk下的lib下的一些jar包和classee目錄！在Lancher中的靜態(tài)內(nèi)部類ExtClassLoader 實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)展加載，在調(diào)用getExtClassLoader時(shí)會(huì)調(diào)用createExtClassLoader方法給單例模式的ExtClassLoader  instrance創(chuàng)建，在createExtClassLoader方法中可見(jiàn)調(diào)用了 getExtDirs（）方法，實(shí)際是通過(guò)System.getProperty("java.ext.dirs")獲取擴(kuò)展加載的類，打印可見(jiàn)該目錄是jre\lib\ext目錄。

      在Lancher的靜態(tài)內(nèi)部類 AppClassLoader中實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用加載，在調(diào)用 getAppClassLoader方法獲取應(yīng)用加載器的代碼中可見(jiàn)調(diào)用了System.getProperty("java.class.path") 獲取了開(kāi)發(fā)人員指定的resource路徑或默認(rèn)路徑。

      在這個(gè)完整的模式下，加載的類可以被它的類加載器緩存，沒(méi)必要重復(fù)加載，同時(shí)，如果定義了同一個(gè)名稱的兩個(gè)類，也只會(huì)加載一個(gè)，保證了安全。

      通過(guò)閱讀ClassLoader的代碼可見(jiàn)，自定義類加載，實(shí)現(xiàn)ClassLoader即可，通過(guò)調(diào)用loadclass實(shí)現(xiàn)類加載！如果想打破雙親委派加載模型，在自己重寫的loadClass方法中實(shí)現(xiàn)即可。

     那么把一個(gè)class文件從jar包中讀取生成class對(duì)象，又可見(jiàn)以下圖：

       加載: 通過(guò)類的全限定名獲取二進(jìn)制字節(jié)流，把這個(gè)字節(jié)流代表的靜態(tài)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為方法區(qū)的運(yùn)行時(shí)數(shù)據(jù)接口，在內(nèi)存中創(chuàng)建一個(gè)Class對(duì)象作為方法區(qū)內(nèi)這個(gè)類的訪問(wèn)入口。

       驗(yàn)證：1 文件格式驗(yàn)證：

                  a  class文件以0xCAFEBABE（咖啡baby）開(kāi)頭

                  b   版本號(hào)是否在當(dāng)前虛擬機(jī)可接受范圍

                  c   常量池中常量是否有不支持的類型

                  ........

                  2 元數(shù)據(jù)驗(yàn)證 ：主要是驗(yàn)證語(yǔ)義，語(yǔ)法是否復(fù)合java語(yǔ)言規(guī)范，比如 是否有父類，父類是否是被final修飾過(guò)，如果不是抽象類，是否已完全實(shí)現(xiàn)抽象方法等

                  3 字節(jié)碼驗(yàn)證 : 主要是驗(yàn)證語(yǔ)義預(yù)發(fā)是否合乎邏輯，注意，是邏輯，不同2中的規(guī)范。比如long類型數(shù)據(jù)被以int加載到本地

                  4 符合引用驗(yàn)證，驗(yàn)證類中用到的引用是否自己有通過(guò)全限定名訪問(wèn)的權(quán)限

       準(zhǔn)備：為類中定義的靜態(tài)變量分配內(nèi)存

       解析：解析內(nèi)部的字段和方法，把符號(hào)引用替換為直接引用

       初始化 ：靜態(tài)變量獲取到了指定句柄，既指定值，執(zhí)行靜態(tài)代碼。

       以上為類加載的過(guò)程，那合適會(huì)出發(fā)類加載呢？有以下條件觸發(fā)：

     1  遇到new  getstatic putstatic  invokestatic四個(gè)指令時(shí)，如果沒(méi)有初始化，則需要觸發(fā)初始化。這4個(gè)指令通常是new 實(shí)例化對(duì)象，讀取或設(shè)置static屬性，調(diào)用靜態(tài)方法是。

     2  對(duì)一個(gè)類使用反射包下方法調(diào)用時(shí)

     3 初始化一個(gè)類，但是發(fā)現(xiàn)起父類沒(méi)有初始化時(shí)

     4 虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)，執(zhí)行一個(gè)主類

  作者 |  斯人已戒

來(lái)源 |  https://www.cnblogs.com/huqk-nn/p/15003344.html