Java 类加载器及类加载过程

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JDK 环境： 1.8

类加载器介绍

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // sun.misc.Launcher$AppClassLoader
        System.out.println(Main.class.getClassLoader());
        // sun.misc.Launcher$ExtClassLoader
        System.out.println(Main.class.getClassLoader().getParent());
        // null 实际是 BootstrapClassLoader
        System.out.println(Main.class.getClassLoader().getParent().getParent());
        // null 实际是 BootstrapClassLoader
        System.out.println(ArrayList.class.getClassLoader());
    }
}

public static void main(String[] args) {
  // JAVA_HOME
  System.out.println(System.getProperty("java.home"));
  // BootstrapClassLoader 加载的路径: JAVA_HOME/lib/*.jar 和 JAVA_HOME/classes
  System.out.println(System.getProperty("sun.boot.class.path"));
  // ExtClassLoader 加载的路径: JAVA_HOME/lib/ext/*.jar
  System.out.println(System.getProperty("java.ext.dirs"));
  // AppClassLoader 加载的路径: classpath
  System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));
}

双亲委派机制

双亲委派模型并不是一种强制性的约束。而是官方推荐的一种方式。

当我需要遵循双亲委派机制，我们实现 findClass(String name) 。

当我们不需要 双亲委派机制，我们实现 loadClass(String name)。

打破双亲委派的示例

Spi 是 Service Provider Interface 的简称，SPI 是系统为第三方专门开放的扩展规范以及动态加载扩展点的机制。

**DriverManager **在 rt.jar 下，是由 BootstrapClassLoader 加载的，类初始化的时候，它需要加载厂商的实现，使用了 Thread.currentThread().getContextClassLoader 如果启动线程的时候没有设置值，它就是 AppClassLoader，AppClassLoader 加载了我们实现的数据库驱动。

类加载过程

加载

加载阶段 主要定义从哪里加载我们的 class 文件二进制流，生成 class 对象存入堆中。

类的加载时机

• 当我 new 一个对象时
• 读取或者设置静态字段
• 调用静态方法
• 使用反射调用，触发类加载
• 初始化类的时候，如果父类没有初始化，会触发父类加载

public class Father {
    public static int a;
    static {
        System.out.println("Father 静态方法");
    }
    public static void test1() {
        System.out.println("Father test");
    }
}
public class Son extends Father{
    public static int b;
  	public static final int c = 111;
    static {
        System.out.println("Son 静态方法");
    }
    public static void test2() {
        System.out.println("Son test");
    }
}

-XX:+TraceClassLoading 可以追踪 class 的加载。

TIP

Son.a 会触发 Son 和 Father 的类的加载，只会触发 Father 的初始化，而不会触发 Son 的初始化。

Son.b 会触发 Son 和 Father 的类的加载和初始化。

Son.test1 和 Son.test2 一样的原理。

Son.c 不会触发会触发 Son 和 Father 的类的加载。这是因为编译之后，这儿 Son.c 就被替换了成了真正的常量（bipush 111）。

如果我们自定义了类加载器，我们可以定义从任意地方加载我们的 class 文件。

• 定义从网络下载 class 文件字节流。
• 定义class 字节流的加密解密，比如说：私钥加密，公钥解密 class 字节流。

ClassLoader loader = new NetworkClassLoader(host, port);
Object main = loader.loadClass("Main", true).newInstance();


class NetworkClassLoader extends ClassLoader {
          String host;
          int port;
 
          public Class findClass(String name) {
              byte[] b = loadClassData(name);
              return defineClass(name, b, 0, b.length);
          }
 
          private byte[] loadClassData(String name) {
              // load the class data from the connection
          }
}

连接

连接阶段 主要是保证 class 符合规范，安全检查及初始化。

验证阶段：主要是为了 验证 class 文件规范及语法正确，

准备阶段 ：初始化 类变量，先将 value 初始化为 0

public static int value=111

解析阶段：主要是进行引用替换，设置类，字段，方法等在内存的地址。

初始化

执行我们类的初始化 cinit。

1. 给静态变量赋值

2. 执行静态代码块

静态代码块和静态变量赋值都只在类加载的时候有且只执行一次。

我们构造器的代码是在，new 对象的执行。每次 new 都会执行。

因此 new Son() 会执行以下步骤：

• 触发 Son 的类加载，父类 Father 没有加载，先加载 Father
• 类加载 Father，触发 Father 类初始化
• 再类加载 Son，触发 Son 类初始化
• 执行 Father 构造函数，再执行子类 Son 构造函数