【隨筆】JVM核心：JVM運行和類加載

前言

本篇博客將寫一點關於JVM的東西，涉及JVM運行時數據區、類加載的過程、類加載器、ClassLoader、雙親委派機制、自定義類加載器等，這些都是博主本身的一點理解，若是有誤，歡迎你們評論拍磚~

關於JVM運行時數據區

關於類加載

class文件加載至內存，連接（校驗、解析），初始化；最終造成JVM能夠直接使用的JAVA類型的過程。

加載：在方法區造成類的運行時數據結構；在堆裏面造成該類的Class對象，做爲訪問方法區的入口。

連接：class文件是否存在問題；一些符號引號替換成直接引用。

初始化：初始化一個類，先初始化它的父類。虛擬機會保證一個類的初始化在多線程環境中被正確加鎖和同步。

要使用類A，必須先加載類A；加載類A，就會把靜態變量、靜態塊合併初始化，而後在調用構造器。注意類的加載和初始化，只有一次。

關於類加載器

上文已經說了，類加載器的做用就是：將class文件的字節碼內容加載到內存中，並將這些靜態數據轉化成方法區中的運行時數據結構，在堆中生成一個表明這個類的Class對象，做爲方法區類數據的訪問入口。

類加載器的層次結構

引導類加載器bootstrap classloader

加載JAVA核心庫（$JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar），原生代碼實現（C++），並不繼承自java.lang.ClassLoader。

擴展類加載器extensions classloader

JAVA能夠提供一個擴展目錄（$JAVA_HOME/jre/ext/*.jar）來加載Java類。

由sun.misc.Launcher.ExtClassLoader實現

應用程序類加載器application classloader（也稱系統類加載器）

通常來講，JAVA應用的類由它加載，即加載路徑是classpath下的路徑。

由sun.misc.Launcher.AppClassLoader實現。

自定義類加載器

開發人員繼承java.lang.ClassLoader實現本身的類加載器

關於java.lang.ClassLoader

ClassLoader的基本職責就是：

第一，根據指定的類名稱，找到或者生成對應的字節碼，並根據字節碼生成class對象

第二，加載JAVA應用所需的資源，如配置文件等。

ClassLoader的組合模式

引導類加載器是原生代碼實現，咱們獲取不到，因此是null。

ClassLoader重要API

getParent()：該類加載器的父類加載器

loadClass(String name)：加載名稱爲name的類，並返回Class實例。

加載順序是：先交給擴展類加載器加載，若是加載不到，交給引導類加載器加載，加載不到，交給本身去加載，若是本身也加載不到，那麼ClassNotFoundException。【雙親委派機制】 若是要改變類的加載順序，那麼能夠override該方法。

findClass(String name)，不是加載，僅僅是查找而已

findLoadedClass(String name)，查找已經被加載過的

defineClass(String name,byte[] b, int off ,int len)，能夠把字節數組的內容轉換成JAVA類，並會返回Class實例。

類加載器的代理模式：雙親委派機制

類加載器的代理模式：就是把加載指定類的過程交給其餘加載器。

JAVA默認使用的類加載器代理模式是：雙親委派機制。

雙親委派機制：

就是某個特定的類加載器接到加載類的請求時，首先將加載任務委託給父類加載器，依次追溯，好比說從應用加載器委託給擴展類加載器，從擴展類加載器委託給引導類加載器。這種委託，直至委託到層次最高的類加載器，即引導類加載器，若是委託的父類加載器能夠完成加載任務，那麼成功返回；只有父類加載器沒法完成時，纔去本身加載。

能夠看出雙親委派機制的意思就是優先父類加載器加載！

試想若是咱們定義了一個java.lang.String類，根據雙親委派機制，那麼JDK只會加載它本身的String。這顯然保證了Java核心庫的類型安全。

雙親委派機制不是惟一的選擇

雖然JDK默認的類加載機制是雙親委派機制，可是並非全部都採用，好比有些服務器，如Tomcat，雖然也採用代理的方式加載，可是加載順序卻偏偏和雙親委派機制相反，它是首先嚐試加載這個類，只有加載不到的狀況下，纔去讓父類加載器代理加載。

爲何會這樣呢，不是說雙親委派很安全麼？

其實就是在安全，和靈活方面進行取捨！

寫一個自定義類加載器

MyClassLoader：

重寫findClass：

Test：

通常狀況下，自定義類加載器，須要繼承自ClassLoader。

首先來講，能夠檢查請求的類是否已經被自定義的類加載器加載；若是加載了，那麼直接返回；不然，那麼交給父類加載器，就是進行雙親委派；若是雙親委派也加載不到，那麼交給自定義類加載器進行「自定義的方式」來加載類。

另外，被2個不一樣的類加載加載的同一個類，JVM不會認爲是一個類。