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一、class装载验证流程
1、加载
1)、取得类的二进制流。
2)、转为方法区数据结构。
3)、在Java堆中生成对应的java.lang.Class对象。
2、链接--验证(目的:保证Class流的格式是正确的)
1)、文件格式的验证:是否是0xCAFEBASE开头、版本号是否正确等。
2)、元数据验证:是否有父类、是否继承了final类、非抽象类是否实现了所有的抽象方法等。
3)、字节码验证(最复杂):运行检查、栈数据类型和操作码数据参数是否吻合、跳转指令是否指定到合理的位置。
4)、符号引用验证:常量池中描述类是否存在、访问的字段和方法是否存在且有足够的权限。
3、链接--准备
分配内存,并为类设置初始值(在方法区中),举个栗子:
①public static int a = 100;在链接--准备阶段中,a会被设置为0(int 类型的默认值),在初始化的<clinit>中才会被设置为1。
②public static final int a = 100;对于static final 类型,在链接--准备阶段就会被赋上正确的值,a被设置为100。
4、链接--解析
符号引用(字符串引用对象不一定被加载)替换为直接引用(指针或者偏移量,引用对象一定存在于内存中)。
5、初始化
1)、执行类构造器<clinit>,包括static变量赋值语句和static块。、
2)、子类的<clinit>调用前保证父类的<clinit>被调用。
3)、<clinit>方法是线程安全的,同步执行。
二、什么是ClassLoader?
ClassLoader是一个抽象类,它的实例将读入的Java字节码装载到jvm中,ClassLoader可以实现定制,以满足不同的字节码流的获取方式,主要负责类装载过程中的加载。
1)ClassLoader中重要的方法:
public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException 载入并返回一个Class protected final Class<?> defineClass(byte[] b, int off, int len) 定义一个类,不公开调用 protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException loadClass回调该方法,自定义ClassLoader的推荐做法 protected final Class<?> findLoadedClass(String name) 寻找已经加载的类
2)JDK中ClassLoader默认的设计模式分类:
①BootStrap ClassLoader(启动ClassLoader)
②Extension ClassLoader (扩展ClassLoader)
③App ClassLoader(应用ClassLoader/系统ClassLoader)
④自定义ClassLoader
上图展现了类查找和加载的次序,这样我们很容易就会想到存在一个问题:顶层的ClassLoader是无法加载底层ClassLoader的类,只就是“双亲问题”。那么Java框架(也就是rt.jar)如何加载Classpath下应用的类呢?
举个栗子进一步说明问题:javax.xml.parsers包中定义了xml解析的类接口,这些类接口(Service Provider Interface)都位于rt.jar,即接口的定义(以及类的工厂方法)都在Bootstrap ClassLoader中,其实这个SPI的实现(非抽象类)都在AppLoader之中,JDK要求Bootstrap ClassLoader能够加载Classpath下的类,这显然是不满足上图的要求的。
JDK为了解决这个问题在Thread类中定义了一个静态方法,Thread.setContextClassLoader()。这是一个上下文加载器,是一个“角色”,并不是一个真正的ClassLoader,它只是承担了特殊的任务,用以解决顶层ClassLoader无法访问底层ClassLoader的类的问题。基本思想是在顶层ClassLoader中传入一个底层的ClassLoader实例。下面的代码来源于rt.jar中javax.xml.parsers.FactoryFinder展示如何在启动类加载器中加载AppLoader的类突破“双亲模式”问题。
static private Class getProviderClass(String className, ClassLoader cl,
boolean doFallback, boolean useBSClsLoader) throws ClassNotFoundException
{
try {
if (cl == null) {
if (useBSClsLoader) {
return Class.forName(className, true, FactoryFinder.class.getClassLoader());
} else {
cl = ss.getContextClassLoader();
if (cl == null) {
throw new ClassNotFoundException();
}
else {
return cl.loadClass(className); //使用上下文ClassLoader
}
}
}
else {
return cl.loadClass(className);
}
}
catch (ClassNotFoundException e1) {
if (doFallback) {
// Use current class loader - should always be bootstrap CL
return Class.forName(className, true, FactoryFinder.class.getClassLoader());
}
…..
双亲模式是默认的模式,但不是必须要这么做,比如Tomcat的WebappClassLoader就会先加载自己的class,找不到再委托parent,再如,OSGi(模块化,热加载)的ClassLoader形成网状结构,根据需要自由加载Class。
破坏双亲模式的例子,先从底层的ClassLoader加载。OrderClassLoader的部分实现:
protected synchronized Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException { // First, check if the class has already been loaded Class re=findClass(name); if(re==null){ System.out.println(“无法载入类:”+name+“ 需要请求父加载器"); return super.loadClass(name,resolve); } return re; }
findClass(String name )实现如下:
protected Class<?> findClass(String className) throws ClassNotFoundException { Class clazz = this.findLoadedClass(className);
//每个类只加载一次,会查找、定义、加载 if (null == clazz) { try { String classFile = getClassFile(className); FileInputStream fis = new FileInputStream(classFile); FileChannel fileC = fis.getChannel(); ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream(); WritableByteChannel outC = Channels.newChannel(baos); ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(1024); //-----------------省略部分代码-------------------// fis.close(); byte[] bytes = baos.toByteArray(); clazz = defineClass(className, bytes, 0, bytes.length); } catch (FileNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } return clazz; }
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原文地址:https://www.cnblogs.com/liuyk-code/p/10364158.html