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Java学习笔记18-类加载机制

Java学习笔记18-类加载机制

类生命周期
  1. 加载:读取二进制内容
  2. 验证:验证class文件格式规范、语义分析、引用验证、字节码验证
  3. 准备:分配内存、设置类static修饰的变量初始值
  4. 解析:类、接口、字段、类方法等解析
  5. 初始化:为静态变量赋值;执行静态代码块
  6. 使用:创建实例对象
  7. 卸载:从JVM方法区中卸载
类加载器

类加载器负责装入类,搜索网络、jar、zip、文件夹、二进制数据、内存等指定位置的类资源。

一个java程序运行,最少有三个类加载器实例,负责不同类的加载。

  1. Bootstrap loader核心类库加载器:C/C++实现,无对应java类:null;加载JRE_HOME/jre/lib目录,或用户配置的目录;JDK核心类库 rt.jar…String…
  2. Extension Class loader:ExtClassLoader的实例:加载JRE_HOME/jre/lib/ext目录,JDK拓展包,或用户配置的目录
  3. application class loader用户应用程序加载器:AppClassLoader的实例:加载java.class.path指定的目录,用户应用程序class-path 或者java命令运行时参数-cp…
验证问题
  1. 查看类对应的加载器

    通过JDK-API进行查看:java.lang.getClassLoader()

    返回装载类的类加载器

    如果这个类是由bootstrapClassLoader加载的,那么这个方法在这种实现中将返回null。

  2. JVM如何知道我们的类在何方

    class信息存放在不同的位置,桌面jar、项目bin目录、target目录等等…

    查看openjdk源代码:sun.misc.Launcher.AppClassLoader

    结论:读取java.class.path配置,指定去哪些地址加载类资源

    验证过程:利用jps、jcmd两个命令

    • jps查看本机JAVA进程
    • 查看运行时配置:jcmd 进程号 VM.system_properties
  3. 类不会重复加载

    类的唯一性:同一个类加载器,类名一样,代表是同一个类。

    识别方式:ClassLoader Instance id + PackageName + ClassName

    验证方式:使用类加载器,对同一个class类的不同版本,进行多次加载,检查是否会加载到最新的代码。

  4. 类的卸载

    类什么时候会被卸载?满足如下两个条件:

    • 该Class所有的实例都已经被GC;
    • 加载该类的ClassLoader实例已经被GC;

    验证方式:jvm启动中增加 -verbose:class参数,输出类加载和卸载的日志信息

  5. 双亲委派模型

    为了避免重复加载,由下到上逐级委托,由上到下逐级查找。

    首先不会自己去尝试加载类,而是把这个请求委派給父加载器去完成;

    每一层次的加载器都是如此,因此所有的类加载器请求都会传给上层的启动类加载器。

    只有当父加载器反馈自己无法完成加载请求(该加载器的搜索范围中没有找到对应的类)时,子加载器才会尝试自己去加载。

    注:类加载器之间不存在父类子类的关系,“双亲”是翻译,可以理解为逻辑上定义的上下级关系。

测试代码

import java.net.URL;
import java.net.URLClassLoader;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class ClassLoaderDemo { public static void main(String[] args) throws Exception { // 查看类的加载器实例 classLoaderView(); // 热加载,指定class 进行加载 classLoaderTest(); }

/**
 * 查看类的加载器实例
 *
 * @throws Exception
 */
public static void classLoaderView() throws Exception {
    // 加载核心类库的 BootStrap ClassLoader
    System.out.println("核心类库加载器:" + ClassLoaderDemo.class.getClassLoader()
            .loadClass("java.lang.String").getClassLoader());
    // 加载拓展库的 Extension ClassLoader
    System.out.println("拓展类库加载器:" + ClassLoaderDemo.class.getClassLoader()
            .loadClass("com.sun.nio.zipfs.ZipCoder").getClassLoader());
    // 加载应用程序的
    System.out.println("应用程序库加载器:" + ClassLoaderDemo.class.getClassLoader());
    // 双亲委派模型 Parents Delegation Model
    System.out.println("应用程序库加载器的父类:" + ClassLoaderDemo.class.getClassLoader()
            .getParent());
    System.out.println("应用程序库加载器的父类的父类:" + ClassLoaderDemo.class.getClassLoader()
            .getParent().getParent());
}

/**
 * 热加载,指定class 进行加载
 *
 * @throws Exception
 */
public static void classLoaderTest() throws Exception {
    // jvm类放在位置
    URL classUrl = new URL("file:D:\\");
    // 2. 测试类的卸载
    //URLClassLoader loader = new URLClassLoader(new URL[]{classUrl});
    // 3. 测试双亲委派机制
    // 如果使用此加载器作为父加载器,则下面的热更新会失效,因为双亲委派机制,HelloService实际上是被这个类加载器加载的;
    //URLClassLoader parentLoader = new URLClassLoader(new URL[]{classUrl});
    while (true) {
        // 2. 测试类的卸载
        //if (loader == null) {
        //    break;
        //}
        // 3. 测试双亲委派机制
        // 创建一个新的类加载器,它的父加载器为上面的parentLoader
        //URLClassLoader loader = new URLClassLoader(new URL[]{classUrl}, parentLoader);
        // 1. 类不会重复加载,创建一个新的类加载器
        URLClassLoader loader = new URLClassLoader(new URL[]{classUrl});

        Class clazz = loader.loadClass("LoaderTestClass");
        System.out.println("LoaderTestClass所使用的类加载器:" + clazz.getClassLoader());

        Object newInstance = clazz.newInstance();
        Object value = clazz.getMethod("test").invoke(newInstance);
        System.out.println("调用getValue获得的返回值为:" + value);

        // 3秒执行一次
        TimeUnit.SECONDS.sleep(3L);
        System.out.println();

        // 2. 测试类的卸载
        // help gc  -verbose:class
        //newInstance = null;
        //loader = null;
    }

    // 2. 测试类的卸载
    //System.gc();
    //TimeUnit.SECONDS.sleep(3L);
}

}

LoaderTestClass.java

public class LoaderTestClass {
    public static String value = getValue();
static {
    System.out.println("##########static code");
}

private static String getValue() {
    System.out.println("##########static method");
    return "Test";
}

public void test() {
    System.out.println("HelloWorld" + value);
}

}

本文由【Wenx408】发布于开源中国,原文链接:https://my.oschina.net/wenx408/blog/3135888

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