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【正文】Java类加载器( CLassLoader ) 死磕 4: 神秘的双亲委托机制

时间:2018-10-20 00:53:43      阅读:299      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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【正文】Java类加载器(  CLassLoader ) 死磕4: 

神秘的双亲委托机制

本小节目录

4.1. 每个类加载器都有一个parent父加载器
4.2. 类加载器之间的层次关系
4.3. 类的加载次序
4.4 双亲委托机制原理与沙箱机制
4.5. forName方法和loadClass方法的关系
4.6. 使用组合而不用继承
4.7. 各种不同的类加载途径


4.1.每个类加载器都有一个parent父加载器


每个类加载器都有一个parent父加载器,比如加载SystemConfig.class是由AppClassLoader完成,那么AppClassLoader也有一个父加载器,怎么样获取呢?很简单,通过getParent方法。

这里写了一个公共的函数,来取得一个类的加载器的双亲树。代码如下:

    /**

     * 迭代,显示class loader 和 父加载器
     */

    public static void showLoaderTree(ClassLoader loader) {

        while (loader != null) {

            Logger.info(loader.toString());

            loader = loader.getParent();

        }

    }
这个函数,不断循环,向上显示了父亲、父亲的父亲、父亲的父亲的父亲..,直到为空。

这样,就展示了一棵类加载器的双亲树。

使用上面的函数,演示代码如下:

 private static void loaderTreeDemo() throws ClassNotFoundException

    {

        String className = "com.crazymakercircle.config.SystemConfig";

        Class<?> aClass = Class.forName(className);

        ClassLoader aLoader=aClass.getClassLoader();

Logger.info("加载器:"+aLoader.toString());

        ClassLoaderUtil.showLoaderTree(aLoader);

    }



案例路径:com.crazymakercircle.classLoaderDemo.base.ParentTreeDemo

案例提示:无编程不创客、无案例不学习。切记,一定要跑案例哦


案例结果如下:

loaderTreeDemo |>  加载器:sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2

  showLoaderTree |>  sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2

  showLoaderTree |>  sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@6fdb1f78


这个说明,当前加载器类型为AppClassLoader,而AppClassLoader父加载器类是ExtClassLoader。ExtClassLoader的父加载器,又是谁呢? 没有了打印。

parent为空表示什么意思呢?

我们先来梳理一下加载器之间的层次关系。


4.2. 类加载器之间的层次关系


下面展示一下Bootstrap 启动类加载器、Extention标准扩展类加载器和App应用类加载器三者之间的关系。

大致整理了如下类似的一幅图片:

技术分享图片

每一个加载器看护一块自己的地盘。 启动Bootstrap 看护的是核心中的核心地盘。

前面讲到,ExtClassLoader的父加载器为空。而上图中,ExtClassLoader的父加载器是Bootstrap 启动类加载器。

实际上,如果一个加载器的parent为空,其父亲加载器就是Bootstrap 启动类加载器。

如果没有特别的设置,自定义加载的parent,默认为App应用加载器。


4.3. 类的加载次序


loadClass 关键源代码,已经在前面有介绍。

下面用一张图,对于类的加载次序,做进一步的介绍。

技术分享图片

一般场景下,加载一个类,是从AppClassLoader开始的。

基本的步骤如下:

(1)AppClassLoader查找资源时,不是首先查看自己的地盘是否有这个字节码文件,而是直接委托给父加载器ExtClassLoader。当然,这里有一个假定,就是在AppClassLoader的缓存中,没有找到目标class。比方说,第一次加载一个目标类,这个类是不会在缓存的。

(2)ExtClassLoader查找资源时,也不是首先查看自己的地盘是否有这个字节码文件,而是直接委托给父加载器BootstrapClassLoader。

(3)如果父加载器BootstrapClassLoader在其地盘找到,并且加载成功,则直接返回了;反过来,如果在JVM的核心地盘——%sun.boot.class.path% 中没有找到。则回到ExtClassLoader查找其地盘。

(4)如果父加载器ExtClassLoader在自己的地盘找到,并且加载成功,也直接返回了;反过来,如果在ExtClassLoader的地盘——%java.ext.dirs% 中没有找到。则回到AppClassLoader自己的地盘。

(5)于是乎,逗了一大圈,终于回到了自己的地盘。还附带了两条件,就是前面的老大们没有搞定,否则也没有AppClassLoader啥事情了。

(6)AppClassLoader在自己的地盘找到,这个地盘就是%java.class.path%路径下查找。找到就返回。

(7)最终,如果没有找到,就抛出异常了。

这个过程,就是一个典型的双亲委托机制的一次执行流程。

什么是双亲委托机制呢?


4.4. 双亲委托机制原理与沙箱机制


双亲委派模型的的原理是:

如果一个类加载器收到了类加载的请求,它首先不会自己去尝试加载这个类,而是把这个请求委派给父类加载器去完成,每一个层次的类加载器都是如此,因此所有的加载请求最终都应该传送到顶层的启动类加载器中。只有当父加载器反馈自己无法完全这个加载请求时,子加载器才会尝试自己去加载。

为什么要使用这种双亲委托模式呢?

因为这样可以避免重复加载,当父亲已经加载了该类的时候,就没有必要子ClassLoader再加载一次。

双亲委托机制,也就构成了JVM 的类的沙箱机制。

沙箱机制是由基于双亲委派机制上采取的一种JVM的自我保护机制,假设你要写一个java.lang.String 的类,由于双亲委派机制的原理,此请求会先交给Bootstrap试图进行加载,但是Bootstrap在加载类时首先通过包和类名查找rt.jar中有没有该类,有则优先加载rt.jar包中的类,因此就保证了java的运行机制不会被破坏。


4.5. forName方法和loadClass方法的关系


说到这里,顺便回答一下前面提出的一个问题。

前面提到,explicit显式方式,又分两种方式:

一是:java.lang.Class的forName()方法;

二是:java.lang.ClassLoader的loadClass()方法。

二者的区别和联系是什么呢?

首先看联系:

Class.forName使用的是调用者的类加载器loadClass()方法来加载类的。

其次看区别。

当调用Class.forName(String)载入class时执行,会完整的完成前面提到的五步工作,就是加载、验证、准备、解析、初始化。

如果调用ClassLoader.loadClass(String)载入class时,会执行加载、验证、准备、解析的前面四步,并不会执行第五步——初始化。这是,类的static块没有被执行。需要在第一次实例化时执行,比如第一次执行 Class.newInstance() 操作时。


4.6. 使用组合而不用继承


4.7. 各种不同的类加载途径


Java类不是一次性加载的,而是动态被加载到内存。这是java的一大特点,也称为运行时绑定,或动态绑定。

除了通过Java内置的三大加载器,从JVM中系统属性中设置的三大地盘加载Java类,还存在以下的获取Class文件途径: 

(1)从ZIP包中读取。很常见,最终成为日后JAR,WAR,EAR格式的基础。

(2)从网络中获取。这种场景典型的就是Applet。

(3)运行时计算生成。典型的情景就是java动态代理技术。

(4)从其他文件中生成。典型场景是JSP应用,即由JSP文件生成对应的Class类。

(5)从不方便加入到%java.class.path%其他的文件目录获取。

如何实现以上的途径呢?

具体的方法是:通自定义的类加载器,去加载其他途径的类。

【正文】Java类加载器( CLassLoader ) 死磕 4: 神秘的双亲委托机制

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原文地址:https://www.cnblogs.com/crazymakercircle/p/9819988.html

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