JAVA从入门到基础(七) 一 类加载器

JAVA从入门到基础(七) 一类加载器

一 Class装载验证流程

• 加载：装载类的第一个阶段会取得类的二进制流，之后转为方法区数据结构并在Java堆中生成对应的java.lang.Class对象。

• 链接

  1. 验证

     • 目的：保证Class流的格式是正确的

     • 文件格式的验证

       1. 是否以0xCAFEBABE开头

       2. 版本号是否合理

     • 元数据验证
       
       1. 是否有父类？
       2. 是否继承了final类？
       3. 非抽象类实现了所有的抽象方法！
     • 字节码验证 (很复杂)
       
       1. 运行检查
       2. 栈数据类型和操作码数据参数吻合
       3. 跳转指令指定到合理的位置
     • 符号引用验证
       
       1. 常量池中描述类是否存在
       2. 访问的方法或字段是否存在且有足够的权限

  2. 准备

     • –分配内存，并为类设置初始值 （方法区中）
       
       1. public static int v=1;
       2. 在准备阶段中，v会被设置为0
       3. 在初始化的中才会被设置为1
       4. 对于static final类型，在准备阶段就会被赋上正确的值
       5. public static final int v=1;
  3. 解析
     
     • 为了能真正使用，需要将符号引用替换为直接引用（指针或者地址偏移量引用对象一定在内存）
• 初始化
  
  • 执行类构造器
    
    1. 对static变量 赋值语句
    2. static{}语句，会被执行。
  • 子类的调用前保证父类的被调用
  • 是线程安全的

二 什么是类装载器ClassLoader

• ClassLoader是一个抽象类。

• ClassLoader的实例将读入Java字节码将类装载到JVM中。

• ClassLoader可以定制，满足不同的字节码流获取方式，可以从网络中加载，也可以从文件加载。

• ClassLoader负责类装载过程中的加载阶段。

• public Class <?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException，载入并返回一个Class

• protected final Class<?> defineClass(byte[] b, int off, int len)，定义一个类，不公开调用。

• protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException，loadClass回调该方法，自定义ClassLoader的推荐做法。

• protected final Class<?> findLoadedClass(String name) 寻找已经加载的类。

  ​ 如图所示为ClassLoader结构图，在协同工作过程中，自底向上检查类是否加载，在寻找一个类时，首先在当前的ClassLoader下寻找是否已加载该类，如果自定义Class类无法找到该类，则不会加载，则将请求发送到父类，看父类是否有此类，如果有则返回，如果没有则再将请求发送到父类，直到BootStrap ClassLoader，之后进行自顶向下的对类进行加载。

  ​ 在加载过程中存在双亲模式的问题：顶层ClassLoader，无法加载底层ClassLoader的类，为了解决此问题，可以使用Thread. setContextClassLoader()，一个上下文加载器，此加载器不完全是一个加载器，可以理解为是一个角色，用以解决顶层ClassLoader无法访问底层ClassLoader的类的问题，此加载器的基本思想是，在顶层ClassLoader中，传入底层ClassLoader的实例。从而突破双亲模式的局限性。

  • BootStrap ClassLoader （启动ClassLoader）
  • Extension ClassLoader （扩展ClassLoader）
  • App ClassLoader （应用ClassLoader/系统ClassLoader）
  • Custom ClassLoader(自定义ClassLoader)
  • 每个ClassLoader都有一个Parent作为父亲

  

三 热替换

• 当一个class被替换后，系统无需重启，替换的类立即生效。使用ClassLoader可以实现热替换。