JVM类加载机制以及类缓存问题的处理

当一个Java项目启动的时候,JVM会找到main方法,根据对象之间的调用来对class文件和所引用的jar包中的class文件进行加载(其步骤分为加载、验证、准备、解析、初始化、使用和卸载),方法区中开辟内存来存储类的运行时数据结构(包括静态变量、静态方法、常量池、类结构等),同时在堆中生成相应的Class对象指向方法区中对应的类运行时数据结构。

用最简单的一句话来概括,类加载的过程就是JVM根据所需的class文件的路径,通过IO流的方式来读取class字节码文件,并通过一系列解析初始化等步骤来注入到内存。 java中的类加载器有:BootstrapClassLoader(最上层)、ExtClassLoader、AppClassLoader、以及用户自定义的ClassLoader(最下层)。JVM对于不同种类的jar包(或class文件),会有不同种类的类加载器进行加载。对应关系如下:  

BootstrapClassLoader 用于加载JVM运行所需要的类:     JAVA_HOME/jre/lib/resources.jar:     JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar:     JAVA_HOME/jre/lib/sunrsasign.jar:     JAVA_HOME/jre/lib/jsse.jar:     JAVA_HOME/jre/lib/jce.jar:     JAVA_HOME/jre/lib/charsets.jar:     JAVA_HOME/jre/lib/jfr.jar:     JAVA_HOME/jre/classes     ExtClassLoader 用于加载扩展类:       ../Java/Extensions:     ../JAVA_HOME/jre/lib/ext:     ../Library/Java/Extensions:/Network/Library/Java/Extensions:     ../System/Library/Java/Extensions:     ../lib/java      AppClassLoader 用于加载我们项目中ClassPath下所创建的类和jar包中引用的类。

 

  整个类加载,是通过一种叫做双亲委派的机制来进行加载。

  举例来说,一个类被最下层的加载器(用户自定义ClassLoader)进行加载,此加载器首先会调用上一层的加载器(AppClassLoader)进行加载,而AppClassLoader会继续转交给上层(ExtClassLoader)的加载器进行加载,直到BootstrapClassLoader。  如果BootstrapClassLoader所加载的类路径找不到此类,那么才会交给下一层的加载器(ExtClassLoader)进行加载,如果找不到此类,继续交给下一层(AppClassLoader)进行加载。以此类推,如果用户自定义的ClassLoader也找不到此类,那么程序就会抛出一个ClassNotFoundError。整个加载过程图示如下:

JVM类加载机制以及类缓存问题的处理

(图片引用自:https://www.cnblogs.com/xing901022/p/4574961.html)

  类加载源的源码跟踪如下(在此对源码进行了适当的简化),读者可以点入源码进行查看:

package java.lang.ClassLoader;
import .... protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException { synchronized (getClassLoadingLock(name)) { // First,在虚拟机内存中查找是否已经加载过此类...类缓存的主要问题所在!!! Class<?> c = findLoadedClass(name); if (c == null) { long t0 = System.nanoTime(); try { if (parent != null) {
               //先让上一层加载器进行加载 c
= parent.loadClass(name, false); } else { c = findBootstrapClassOrNull(name); } } catch (ClassNotFoundException e) { // ClassNotFoundException thrown if class not found // from the non-null parent class loader } if (c == null) {             //调用此类加载器所实现的findClass方法进行加载 c = findClass(name); } } if (resolve) { resolveClass(c); } return c; } }

  在源码中可以完全领略到双亲委派机制的过程,其中最重要的三句代码已经进行了标注:

    findLoadedClass在虚拟机内存中查找是否已经加载过此类...类缓存的主要问题所在!!!)     parent.loadClass先让上一层加载器进行加载)     findClass调用此类加载器所实现的findClass方法进行加载


  如果用户需要自定义加载器,加载自己指定路径的class文件,需要继承ClassLoader,并实现findClass(String name)方法。举例如下:

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