类加载机制

类加载器的分类

• JVM支持两种类型的类加载器：

  • 引导类加载器（Bootstrap ClassLoader）
  • 自定义类加载器（User-Defined ClassLoader）

• 从概念上来讲，自定义类加载器一般指的是 程序中 由开发人员自定义的一类 类加载器 但是 JAVA虚拟机规范没有这么定义 而是将所有派生于抽象类ClassLoader的类加载器都划分为自定义类加载器

• 无论类加载器的类型如何划分，在程序中我么常见的类加载器始终只有三个：

  • 引导类加载器 Bootstrap Class Loader
    • C / C++ 实现的，嵌套在JVM内部 拿不到对象 所以 .getClassLoader() = null
    • 用来加载JAVA的核心类库
    • 处于安全考虑，Bootstrap启动类加载器只加载包名为 java，javax，sun开头的类
  • 扩展类加载器 Extension Class Loader
    • Java语言编写，由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader实现
    • 派生于ClassLoader类
    • 父类加载器为启动类加载器
    • 从java.ext.dirs系统属性所指定的目录中加载类库，或从JDK的安装目录的jre/lib/ext子目录（扩展目录）下加载类库。如果用户创建的JAR放在此目录下，也会自动由扩展类加载器加载。
  • 系统类加载器 System Class Loader
    • Java语言编写，由sun.misc.Launcher$AppClassLoader实现
    • 派生于ClassLoader类
    • 父类加载器为扩展类加载器
    • 他负责家在环境变量classpath或系统属性 java.class.path 指定路径下的类库
    • 该类加载是程序中默认的类加载器，一般来说，Java应用的类都是由它来完成加载的
    • 通过ClassLoader#getSystemClassLoader（）方法可以获取到该类加载器

  

• 对于用户自定义类来说：默认使用系统类加载器进行加载
• 系统的核心类库（如：String类）：使用的都是引导类加载器进行加载的
  • JAVA_HOME / jre / lib /rt.jar
  • resources.jar
  • sun.boot.class.path
• 在Java的日常应用程序开发中，类的加载几乎是由上述3种类加载器相互配合执行的，在必要时，我们还可以使用自定义类加载器，来定制类的加载方式

为什么要自定义类加载器

• 隔离加载类
• 修改类的加载方式
• 扩展加载源
• 防止源码泄漏

自定义类加载器实现步骤：

1. 通过继承抽象类 java.lang.ClassLoader 类的方式，实现自己的类加载器，以满足一些特殊的需求
2. 在 JDK1.2之前，在自定义类加载器时，总会去继承 ClassLoader类并重写loadClass（）方法，从而实现自定义类的加载类，但是在JDK1.2以后，已不再建议用户去覆盖loadClass（）方法，而是建议把自定义类的家在逻辑写在findClass（）方法中
3. 在编写自定义类加载器时，如果没有太过于复杂的需求，可以直接继承URLClassLoader类，这样可以避免自己去编写findClass（）方法及其获取字节码流的方式，使自定义类加载器编写更为简洁

关于ClassLoader

ClassLoader类，抽象类，其后所有的类加载器都继承自ClassLoader（不包括启动类加载器）

• getParent():
  • 返回该类加载器的超类加载器
• loadClass(String name):
  • 加载名为name的类，返回结果为java.lang.Class类的实例
• findClass(String name):
  • 查找名为name的类，返回结果为java.lang.Class类的实例
• findLoadedClass(String name):
  • 查找名为name的已经被加载过的类，返回结果为java.lang.Class类的实例
• defineClass(String name,byte[] b,int off,int len):
  • 把字节数组b中的内容转换为一个Java类，返回结果为java.lang.Class类的实例
• resolveClass(Class<?> e):
  • 连接指定的一个Java类

获得ClassLoader的途径

1. 获取当前类的ClassLoader
   • clazz.getClassLoader()
2. 获取当前线程上下文的ClassLoader
   • Thread.currentThread().getContextClassLoader()
3. 获取系统的ClassLoader
   • ClassLoader.getSystemClassLoader()
4. 获取调用者的ClassLoader
   • DriverManager.getCallerClassLoader()

双亲委派机制

Java虚拟机对class文件才用的是 按需加载 的方式，也就是说 当需要使用该类时 才会将它的class文件加载到内存生成class对象。而且加载某个类的class文件时，Java虚拟机才用的是 双亲委派模式，即把请求交给父类处理，它是一种任务委派模式。

工作原理

1. 如果一个类加载器收到了类加载请求，它并不会自己先去加载，而是把这个请求委托给父类的加载器去执行
2. 如果父类加载器还存在其父类加载器，则进一步向上委托，依次递归，请求最终将到达顶层的启动类加载器
3. 如果父类加载器可以完成类加载任务，就成功返回，倘若父类加载器无法完成加载任务，子加载器才会尝试自己去加载，这就是双亲委派模式。

• 优势
  • 避免类的重复加载
  • 保护程序安全，防止核心API被随意篡改
    • 自定义类，禁止使用引导类加载器加载。（不允许放在 java.lang 包下）
    • 和Java核心API同名称的类，系统依然加载核心API的类

沙箱安全机制

自定义String类，但是在加载自定义String类的时候，会率先使用引导类加载器加载，而引导类加载器在加载的过程中会先加载JDK自带的文件（rt.jar 中的 java/lang/String.class）报错信息说没有main方法，就是因为加载的是 rt.jar中的String类。这样可以保证对java核心源码的保护，这就是沙箱安全机制。

赏

谢谢你请我吃糖果