Java类的加载机制

厨房有只偷吃的猫的Java高级开发之路~

声明：部分图片来源网络

一、类生命周期

首先来看一下类的生命周期：

二、类加载器（常见3种）

类加载器负责装入类，搜索网络、jar、zip、文件夹、二进制数据、内存指定位置的类资源。一个Java程序运行，至少有三个类加载器示例，负责不同类的加载。

三、问题

• 如何查看类对应的加载器？
• JVM如何知道我们的类在何方？
• 类会不会重复加载？
• 静态属性、静态代码块什么时候加载？
• 类是怎样卸载的？
• 双亲委派模型是什么？

3.1 查看类对应的加载器

我们可以通过JDK-API进行查看：java.lang.Class.getClassLoader()

该方法会返回装载类的类加载器

如果这个类是由bootstrapClassLoader加载的，那么这个方法在这种实现中返回null。

测试代码如下：

public class ClassLoaderView {
    public static void main(String[] args) throws Exception {

        //加载核心类库的 BootStrap ClassLoader
        System.out.println("核心类加载器："+
                ClassLoaderView.class.getClassLoader()
                        .loadClass("java.lang.String").getClassLoader());
        
        //加载拓展库的 Extension ClassLoader
        System.out.println("扩展类库加载器："+
                ClassLoaderView.class.getClassLoader()
                        .loadClass("com.sun.nio.zipfs.ZipCoder").getClassLoader());
        
        //加载应用程序的
        System.out.println("应用程序库加载器："+
                ClassLoaderView.class.getClassLoader());
        
        //双亲委派模型 Parents Delegation Model
        System.out.println("应用程序库加载器的父类："+
                ClassLoaderView.class.getClassLoader()
                        .getParent());
        
        System.out.println("应用程序库加载器的父类的父类："+
                ClassLoaderView.class.getClassLoader()
                        .getParent().getParent());

    }
}

打印出来的结果：

核心类加载器：null
扩展类库加载器：sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@3a4afd8d
应用程序库加载器：sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
应用程序库加载器的父类：sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@3a4afd8d
应用程序库加载器的父类的父类：null

分析：

查看打印结果发现String类被核心类加载器加载，返回的是null；

ZipCoder类被扩展类库加载器加载，返回ExtClassLoader；

String所在的java.lang包在rt.jar包的目录下，而我们测试扩展类库加载器所用的ZipCoder类在zipfs.jar包目录下。去Java安装目录查看，发现rt.jar包在/jre/lib目录下，zipfs.jar在/jre/lib/ext目录下。

ClassLoaderView类被应用程序库加载器加载，返回AppClassLoader；

3.2 JVM如何知道类在哪里呢？

我们的class信息存放在不同的位置，比如桌面上的jar、项目中的bin、src、target目录等等，那JVM是如何找到类的位置呢？

实际上，我们通过查看jdk源码sun.misc.Launcher.AppClassLoader类，如下图所示，可以发现它读取了java.class.path配置，去指定的地址加载类资源了。

验证：

利用jps、jcmd两个命令

1. jps查看本机Java进程
2. 查看运行时配置：jcmd 进程号 VM.system_properties

按照，以上信息，我们查看nacos-server.jar的信息：jcmd 343240 VM.system_properties

找到java.class.path发现nacos-server.jar的路径

3.3 类不会重复加载

类的唯一性：同一个类加载器，类名一样，代表是同一个类。

3.4 静态属性、静态代码块什么时候加载？

静态属性、静态代码块，是在类加载后，第一次使用对象的时候加载。

3.5 类的卸载

类什么时候会被卸载？

类的卸载需要满足两个条件：

1. 该Class所有的实例都已经被GC；
2. 加载该类的ClassLoader实例已经被GC；

验证方式：

• JVM启动中增加 -verbose:class 参数，输出类加载和卸载的日志信息。

3.6 双亲委派模型

为了避免重复加载，由上到下逐级委托，由上到下逐级查找。如下图：

最低端的子类加载器首先不会自己去尝试加载类，而是把这个请求委派给父加载器去完成；

每一层次的加载器都是如此，因此所有的类加载请求都会传给上层的启动类加载器。

只有当父加载器反馈自己无法完成该加载请求（也就是，该加载器的搜索范围中没有找到对应的类）时，子加载器才会尝试自己去加载。

参考3.1中查看类加载器的代码。

3.7 热加载功能的理解

很多框架中的热加载功能实际上是创建了一个新的classloader

比如：

tomcat容器，当他检查出jsp发生变化，就行创建一个新的类加载器去加载jsp文件,在jsp文件中添加如下代码，会发现每次更新完jsp返回的classloader的id是不一样的。

<% this.class.getClassLoader() %>