ClassLoader的工做機制

本文中主要介紹類加載器的工做機制

一：首先什麼是類加載器？

　　類加載器就是用來加載java類到java虛擬機中。java源程序通過編譯以後造成字節碼文件，類加載器將字節碼文件加載到內存中，並轉換成java.lang.Class的一個實例對象。

　　JVM是基於棧操做的：全部的操做都要通過進棧和出棧操做。基於棧操做的優勢：將運行時的優化工做和執行編譯時優化的執行引擎相結合，從而起到優化Java字節碼的目的。

二：　類加載器的做用：

1. 將編譯後的class字節碼文件加載到JVM中。會在加載的過程進行審查每一個類有哪一個類加載器加載？加載哪一個類？  其實是存在一種父級優先的等級結構
2. 將字節碼文件從新解析成JVM統一要求的對象格式。

三：類加載器的分類

• 　 BootStrap ClassLoader：加載的過程是由JVM自身決定的，具體如何加載，加載哪一個類都是有JVM自身控制的，實際上他並不符合JVM規範，不存在等級結構，沒有父加載  器，也沒有子加載器。他僅僅是做爲一個加載工具存在
•      ExtClassLoader：雖然他自己是JVM的一部分，可是加載並非有JVM自身加載，他服務的特定目標是在System.getProperties("java.ext.dirs")目錄下
•      APPClassLoader ：是ExtClassLoader類加載器的子類，主要加載位於classpath目錄下的類 System.getProperties("java.class.path")

 

 

四：JVM加載字節碼文件的兩種方式

1. 隱式加載：不調用類加載器，將須要的類自動加載到內存中 例如：當前類須要外部類的引用時，就會觸發隱式加載
2. 顯式加載：調用 this.getClass(),this.getClassLoader(),Class.forName(class)等方式完成的加載就是顯式加載

兩種加載方式能夠混合使用，顯式加載自定義的類，若是該類中有其餘類的引用，就會觸發隱式加載。

 

 五：類加載常見的錯誤分析

• ClassNotFoundException：顯式加載字節碼文件時，找不到對應的字節碼文件異常，發生這種問題的緣由是在對應的classpath下可能沒有對應的字節碼文件，致使異常的發生；解決方案：到對應的classpath下面檢查是否有對應的字節碼文件，經過this.getClass().getClassLoader().getResources().toString();得到path的路徑
• NotClassDefFoundError：類不存在異常 產生的緣由是：new關鍵字，引用類，繼承接口或者類，方法參數用有引用，這些都會致使此種異常的發生。在隱式加載這些類時可能出現類不存在的異常。
• ClassCastException：強制類型轉換時出現這個錯誤　　　

　　在JVM進行類型轉換時會進行自動檢查  

1. 　　普通對象：必須是目標類的實例對象或者子類對象；若是是接口，對象是該接口的子類對象
2.       數組對象：目標類必須是數組類型或者java.lang包下的Object ，Clonable，java.io包下的Serializable

　　解決類型轉換異常的方法：顯式指明對象類型；經過instanceof判斷是不是目標對象類型，而後在進行類型轉換。

六：JVM的體系結構以及工做方式

• JVM是經過模擬真實計算機，從而達到一個真實計算機所具備的計算功能的體系結構。以計算機爲中心的真實計算機的體系結構
  • 　　指令集：計算機可以識別的機器語言的全部命令集合
  •        計算單元：可以識別而且控制指令執行的功能模塊
  •        寄存器：中央處理器的核心組件，用來暫存，指令，地址和數據
  •        存儲單元：可以存儲計算機操做數和操做結構的單元，例如：內存和磁盤
  •        尋址方式：地址的範圍，最小地址和最大地址範圍以及地址的運行規則

　　　　　　　　　　　　　　　　　　

• 　　JVM的體系結構：
  • 　　 執行引擎：至關於CPU，控制指令執行。解析字節碼文件，獲得解析結果。
  •         pc寄存器：每一個線程啓動的時候都會建立一個pc寄存器。寄存器中保存的是當前執行的JVM指令的地址。保存下一條將要執行的指令地址的寄存器是：pc寄存器。他老是保存着下一條將要執行的指令地址。地址能夠是一個本地指針，也能夠是方法中相對於方法起始指令的地址。
  •         本地方法棧：保存native方法的區域
  •         堆：保存的是建立的對象實例。全部的類對象都是經過new建立，建立對象後會在棧中建立該對象的引用。
  •         方法區：又叫作靜態區：保存的是方法數據，類，靜態變量，靜態方法，常量和成員方法
  •         運行時常量池：存放的是類和接口的常量，除此以外，還有成員方法和成員變量的引用。JVM運行時就是經過這些引用來找到實際的地址