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Java類加載器ClassLoader源碼層面分析講解

 更新時間:2022年09月28日 09:49:18   作者:Echoo2787  
ClassLoader翻譯過來就是類加載器,普通的java開發(fā)者其實(shí)用到的不多,但對于某些框架開發(fā)者來說卻非常常見。理解ClassLoader的加載機(jī)制,也有利于我們編寫出更高效的代碼。ClassLoader的具體作用就是將class文件加載到j(luò)vm虛擬機(jī)中去,程序就可以正確運(yùn)行了

Launcher 源碼

sun.misc.Launcher類是java 虛擬機(jī)的入口,在啟動 java應(yīng)用 的時候會首先創(chuàng)建Launcher。在初始化Launcher對象的時候會創(chuàng)建一個ExtClassLoader拓展程序加載器 和 AppClassLoader應(yīng)用程序類加載器(這倆鬼東西好像只是加載類的路徑不一樣而已),然后由這倆類加載器去加載應(yīng)用程序中需要的各種類。

public class Launcher {
	// 成員 ClassLoader 類加載器,用來存儲 應(yīng)用程序類加載器,
	// 此加載器與線程綁定,用作線程的上下文類加載器。
	private ClassLoader loader;  
	// 兩個靜態(tài)內(nèi)部類
	static class AppClassLoader extends URLClassLoader {...}
	static class ExtClassLoader extends URLClassLoader {...}
	    // 構(gòu)造器
	    public Launcher() {
        Launcher.ExtClassLoader var1;
        try {
            var1 = Launcher.ExtClassLoader.getExtClassLoader();
        } catch (IOException var10) {
            throw new InternalError("Could not create extension class loader", var10);
        }
        try {
            this.loader = Launcher.AppClassLoader.getAppClassLoader(var1);
        } catch (IOException var9) {
            throw new InternalError("Could not create application class loader", var9);
        }
        Thread.currentThread().setContextClassLoader(this.loader);
        String var2 = System.getProperty("java.security.manager");
        if (var2 != null) {
            SecurityManager var3 = null;
            if (!"".equals(var2) && !"default".equals(var2)) {
                try {
                    var3 = (SecurityManager)this.loader.loadClass(var2).newInstance();
                } catch (IllegalAccessException var5) {
                } catch (InstantiationException var6) {
                } catch (ClassNotFoundException var7) {
                } catch (ClassCastException var8) {
                }
            } else {
                var3 = new SecurityManager();
            }
            if (var3 == null) {
                throw new InternalError("Could not create SecurityManager: " + var2);
            }
            System.setSecurityManager(var3);
        }
    }
}

AppClassLoader 源碼

AppletClassLoader 就是我們

AppletClassLoader 繼承 URLClassLoader 繼承 SecureClassLoader 繼承 ClassLoader

 static class AppClassLoader extends URLClassLoader { 
        public Class<?> loadClass(String var1, boolean var2) throws ClassNotFoundException {
            // ...
            // 調(diào)用了一個 native 本地方法 knownToNotExist(),去查找該類的加載記錄
            if (this.ucp.knownToNotExist(var1)) {        // 如果有該類加載記錄
                Class var5 = this.findLoadedClass(var1); // 直接去已經(jīng)加載的類中找
                if (var5 != null) {
                    if (var2) {
                        this.resolveClass(var5);
                    }
                    return var5;
                } else {                                 // 如果沒找到報(bào)異常
                    throw new ClassNotFoundException(var1);
                }
            } else {                                     // 如果沒有該類的加載記錄
                return super.loadClass(var1, var2);      // 調(diào)用父類 ClassLoader 的 loadClass()
            }
        }
}

ExtClassLoader 源碼

ExtClassLoader 并沒有對 loadClass() 方法進(jìn)行重寫,也就是說它直接調(diào)用其父類 ClassLoaderloadClass() 方法。

static class ExtClassLoader extends URLClassLoader {
	//...
}

ClassLoader 源碼

 /** 允許直接調(diào)用的是這個根據(jù) 類名加載類 的方法, */
 public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        return loadClass(name, false); // 內(nèi)部調(diào)用的是類加載方法默認(rèn)不對類進(jìn)行解析
    }
 	protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)  throws ClassNotFoundException {
        synchronized (getClassLoadingLock(name)) { // 加載一個類的時候,鎖住對應(yīng)的類加載器對象
            // First, check if the class has already been loaded
            Class<?> c = findLoadedClass(name);    // 查詢已加載的類中是否有該類存在 
            if (c == null) {
                long t0 = System.nanoTime();       // 記錄開始時間
                try {
                    if (parent != null) {          // 非頂層類加載器
                        c = parent.loadClass(name, false);  // 調(diào)用父類加載器進(jìn)行加載
                    } else {
                        c = findBootstrapClassOrNull(name); // 調(diào)用啟動類加載器加載
                    }
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                    // ClassNotFoundException thrown if class not found
                    // from the non-null parent class loader
                }
                if (c == null) { // 如果在 父類加載器 或 啟動類加載器 沒有找到需要加載的類
                    // If still not found, then invoke findClass in order
                    // to find the class.
                    long t1 = System.nanoTime();  // 記錄結(jié)束時間
                    c = findClass(name);          // 再由當(dāng)前加載器加載
                    // this is the defining class loader; record the stats
                    // 性能計(jì)數(shù)器
                    sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
                }
            }
            if (resolve) {
                resolveClass(c); // 對類進(jìn)行解析
            }
            return c;
        }
    }

這個尋找類的方法一般需要實(shí)現(xiàn)類重寫,否則默認(rèn)直接拋出 ClassNotFoundException

    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        throw new ClassNotFoundException(name);
    }

ClassLoader 維護(hù)的線程安全的映射集合,用來存儲 類加載器對象它的鎖

    // Maps class name to the corresponding lock object when the current
    // class loader is parallel capable.
    // Note: VM also uses this field to decide if the current class loader
    // is parallel capable and the appropriate lock object for class loading.
    private final ConcurrentHashMap<String, Object> parallelLockMap;

根據(jù)類名獲取對應(yīng)的鎖(其實(shí)就是對應(yīng)的類加載對象本身)

    protected Object getClassLoadingLock(String className) {
        Object lock = this; // 這個鎖就是類加載器對象本身!
        if (parallelLockMap != null) {
            Object newLock = new Object(); 
            lock = parallelLockMap.putIfAbsent(className, newLock); // 放入集合里存儲
            if (lock == null) { // 如果沒有對應(yīng)的類加載器對象
                lock = newLock; // 創(chuàng)建一個新的類加載器
            }
        }
        return lock; // 返回類加載器對象
    }

findBootstrapClass()是底層系統(tǒng)的本地方法

	 /**
     * Returns a class loaded by the bootstrap class loader;
     * or return null if not found.
     */
    private Class<?> findBootstrapClassOrNull(String name)
    {
        if (!checkName(name)) return null;
        return findBootstrapClass(name);
    }
    // 返回 BootstrapClassLoader 啟動類加載器加載的類。
    private native Class<?> findBootstrapClass(String name);

總結(jié)

首先 雙親委派 個人認(rèn)為應(yīng)該是個翻譯錯誤。這個翻譯非常容易誤導(dǎo)人??!我一拳就過去!

雙親在漢語里是指父母的意思,雙親委派 直接理解就是 一個類加載器對象去加載類 的時候是 委派 它的 父類 和 母類 去加載的(他的父類母類都是加載器,不然怎么生出個它這么懶的加載器)。而且這里的 委派 改成 委托 更為合理。

但是根據(jù)源碼里的邏輯,并不是這樣的(坑爹?。?/p>

  • 一個 類加載器 要加載類(無論是 AppClassLoader 還是 ExtClassLoader,還是自定義的類加載器),因?yàn)樗麄兘y(tǒng)統(tǒng)都是 ClassLoader 的子類對象(繼承者),最終都是委托最頂層的那個 ClassLoader (老太公) 去加載那個需要的類。
  • 此時壓力來到了 ClassLoader (老太公)這里,它要干活啊,去加載類然后拿給它的不肖子孫們啊。但是它也懶,于是它就去委托它的盆友,別人家的老太公幫他加載。這個別人家的老太公就是 BootStrapClassLoader (啟動類加載器)。

ok

最終總結(jié)一下

1.所謂的雙親指的就是 ClassLoader 和 BootStrapClassLoader

2.ClassLoader 是 java 生態(tài)里最頂層的類加載器

3.BootStrapClassLoader 是 C++ 生態(tài)中的類加載器。因?yàn)?java虛擬機(jī)本身就是基于底層系統(tǒng)運(yùn)行的,它需要依托于底層生態(tài),所以它需要通過底層系統(tǒng)的類加載器去加載資源(類)。而這個加載器就是 BootStrapClassLoader

4.這個機(jī)制的好處就是不會造成類的重復(fù)加載。

5.改名!什么 雙親委派機(jī)制,是 溯源委托加載機(jī)制 、拜托樹根加載機(jī)制…

到此這篇關(guān)于Java類加載器ClassLoader源碼層面分析講解的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java ClassLoader內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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