1. jvm中已存在的三种预定义类型类加载器
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Bootstrap(启动)类加载器,它负责加载 <Java_Runtime_Home>/lib下面的类库加载到内存中,由于启动类加载器涉及到虚拟机底层实现细节,开发者无法直接拿到其引用,因此使用Class.getClassLoader() 的结果为 null,因此如果获取的ClassLoader为null,则可能是启动类加载器所加载,无父类
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Extension(扩展)类加载器,负责加载 <Java_Runtime_Home>/lib/ext下面的类库加载到内存中,其父类是ClassLoader
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System(系统)类加载器,负责将系统类路径中的指定的类库(即项目中引入的包)加载到内存中,其父类是ClassLoader
2. 自定义类加载器
在程序运行期间,通过ClassLoader的子类动态加载class文件,体现java动态实时类装入特性。必须是ClassLoader的子类才行。
3. 四种类加载器的之间的关联
3.1 物理层次上
单从代码设计关联上,四种类加载器之间不是继承的关系,且启动类加载器不是java语言编写,而是由c++编写,因此,该类没有父类。其余的所有类加载都是由ClassLoader类实现而来,且之间的关系是组合关系。
3.2 逻辑层级上
4. 什么是双亲委任机制
某个类加载器在接收到指定类加载请求时,首先尝试交给父类(并不是代码层级的父类,而是内部约定的加载顺序)来加载,且递归一致向上加载,一直到启动类加载器,然后在从上至下,看哪个类加载器能够加载该类。这种实现方式保证了同一个类不管是由哪个类加载器加载都能保证是同一个类。
5. 命名空间
每个类都有自己的命名空间,而命名空间是由加载该类的类加载以及所有父类加载器所加载的类组成,可以这样认为,命名空间即对应一个文件夹,文件夹中放着许多类,且这里类的来源是来自于加载该类的类加载器和父类加载器一共加载的所有类文件。
5.1 关于命名空间的理论
- 在同一个命名空间中,不会存在两个类的完整名字(包括包名)相同的两个类文件。
- 在不同的命名空间中,是可能存在两个类的完整名字相同的两个类文件,(自己理解:因为在不同的文件夹中。)
6. 几点思考
6.1 为什么由系统逻辑体加载的类对应的ClassLoader对象为null
Java虚拟机的第一个类加载器是Bootstrap,这个加载器很特殊,它不是Java类,因此它不需要被别人加载,它嵌套在Java虚拟机内核里面,也就是JVM启动的时候Bootstrap就已经启动,它是用C++写的二进制代码(不是字节码),它可以去加载别的类。
这也是我们在测试时为什么发现System.class.getClassLoader()结果为null的原因,这并不表示System这个类没有类加载器,而是它的加载器比较特殊,是BootstrapClassLoader,由于它不是Java类,因此获得它的引用肯定返回null。
6.2 委托机制具体含义
当Java虚拟机要加载一个类时,到底派出哪个类加载器去加载呢?
首先当前线程的类加载器去加载线程中的第一个类(假设为类A)。
注:当前线程的类加载器可以通过Thread类的getContextClassLoader()获得,也可以通过setContextClassLoader()自己设置类加载器。
如果类A中引用了类B,Java虚拟机将使用加载类A的类加载器去加载类B。
还可以直接调用ClassLoader.loadClass()方法来指定某个类加载器去加载某个类。
6.3 委托机制的意义 — 防止内存中出现多份同样的字节码
比如两个类A和类B都要加载System类:
如果不用委托而是自己加载自己的,那么类A就会加载一份System字节码,然后类B又会加载一份System字节码,这样内存中就出现了两份System字节码。
如果使用委托机制,会递归的向父类查找,也就是首选用Bootstrap尝试加载,如果找不到再向下。这里的System就能在Bootstrap中找到然后加载,如果此时类B也要加载System,也从Bootstrap开始,此时Bootstrap发现已经加载过了System那么直接返回内存中的System即可而不需要重新加载,这样内存中就只有一份System的字节码了。
7. 面试题
7.1 能不能自己写个类叫java.lang.System
?
答案:通常不可以,但可以采取另类方法达到这个需求。
解释:为了不让我们写System类,类加载采用委托机制,这样可以保证爸爸们优先,爸爸们能找到的类,儿子就没有机会加载。而System类是Bootstrap加载器加载的,就算自己重写,也总是使用Java系统提供的System,自己写的System类根本没有机会得到加载。
但是,我们可以自己定义一个类加载器来达到这个目的,为了避免双亲委托机制,这个类加载器也必须是特殊的。由于系统自带的三个类加载器都加载特定目录下的类,如果我们自己的类加载器放在一个特殊的目录,那么系统的加载器就无法加载,也就是最终还是由我们自己的加载器加载。