1.什么是类加载器

在编写Java程序时须要应用javac命令将.java后缀名的文件编译成.class文件,而后JVM通过执行.class文件来运行咱们写的程序,那么JVM怎么能力执行.class文件呢?
这就须要类加载器了。

2.有哪几种类加载器

  • BootstrapClassLoader:这个类加载器能够被称为疏导类加载器,它由C++语言编写,在JDK中看到的是应用native标注的办法。它负责加载jre/lib下的外围包,例如:rt.jar。
  • ExtClassLoader:它被称为扩大类加载器,它是由Java语言编写,用于加载jre/lib/ext目录中的包。
  • AppClassLoader:这个类加载器叫做应用程序类加载器,它是咱们平时应用最频繁的一品种加载器,用于加载classpath下的.class文件,也就是咱们本人写的程序。
  • 自定义的类加载器:该类加载器用于加载咱们指定的一些类。

3.ClassLoader之间的关系

3.1 类加载器创立过程

在jdk中找到sun.misc.Launcher文件,这个文件是JVM中的启动器实例,在该类外部有getLauncher()办法

public static Launcher getLauncher() {    return launcher;}

它返回的是launcher 实例

private static Launcher launcher = new Launcher();

在构造方法调用时会初始化 ExtClassLoader和AppClassLoader(BootstrapClassLoader会在Java虚拟机创立之后进行加载,所以是在此之前)。

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);    // 非核心的就去掉了}

通过点击 getXxxClassLoader() 跟到最初能够看到

private ClassLoader(Void unused, ClassLoader parent) {    // 通过这行能够让加载器之间建设父子级关系    this.parent = parent;    if (ParallelLoaders.isRegistered(this.getClass())) {        parallelLockMap = new ConcurrentHashMap<>();        package2certs = new ConcurrentHashMap<>();        assertionLock = new Object();    } else {        // no finer-grained lock; lock on the classloader instance        parallelLockMap = null;        package2certs = new Hashtable<>();        assertionLock = this;    }}

留神: 咱们查看ExtClassLoader时会发现这里的parent是null,而查看AppClassLoader时传入的parent是ExtClassLoader的对象实例。所以这里也就印证了下面画的图。

3.2 探索加载类的流程

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)        throws ClassNotFoundException{    synchronized (getClassLoadingLock(name)) {        // 查看指标类是否已加载,如果已加载则返回        Class<?> c = findLoadedClass(name);        // 没有加载到        if (c == null) {            long t0 = System.nanoTime();            try {                // 以后加载器的父加载器是否存在                if (parent != null) {                    // 如果父加载器存在则应用父加载器进行加载                    c = parent.loadClass(name, false);                } else {                    // 如果父加载器不存在就是用BootstrapClassLoader加载                    c = findBootstrapClassOrNull(name);                }            } catch (ClassNotFoundException e) {                // ClassNotFoundException thrown if class not found                // from the non-null parent class loader            }                        // 如果父加载器和BootstrapClassLoader都没有加载到的话            if (c == null) {                // If still not found, then invoke findClass in order                // to find the class.                long t1 = System.nanoTime();                // 本人进行加载                // 这个办法默认是一个空实现,须要本人重写                c = findClass(name);                // this is the defining class loader; record the stats                sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);                sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);                sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();            }        }        if (resolve) {            resolveClass(c);        }        // 返回已加载到的类或null        return c;    }}

加载步骤:

  • 判断以后类加载器是否曾经加载指标类,如果曾经加载则返回,否则应用判断是否存在父加载器
  • 如果父加载器存在反复步骤1,直到parent == null,这时会应用 BootstrapClassLoader 加载
  • 如果父加载器和疏导类加载器都没有加载到指标类的话,就应用本人的findClass() 办法来加载指标类。

找到某个ClassLoader,这里以AppClassLoader为例

static class AppClassLoader extends URLClassLoader {

在AppClassLoader中搜寻findClass()办法是找不到的,所以找到每个加载器独特的父类URLClassLoader,在这里能够看到findClass()办法。

protected Class<?> findClass(final String name)        throws ClassNotFoundException{    final Class<?> result;    try {        result = AccessController.doPrivileged(            new PrivilegedExceptionAction<Class<?>>() {                public Class<?> run() throws ClassNotFoundException {                    String path = name.replace('.', '/').concat(".class");                    Resource res = ucp.getResource(path, false);                    if (res != null) {                        try {                            return defineClass(name, res);                        } catch (IOException e) {                            throw new ClassNotFoundException(name, e);                        }                    } else {                        return null;                    }                }            }, acc);    } catch (java.security.PrivilegedActionException pae) {        throw (ClassNotFoundException) pae.getException();    }    if (result == null) {        throw new ClassNotFoundException(name);    }    return result;}

findClass办法的作用是从指定的门路找到传入的文件名称的.class文件,并返回回去,该办法的次要逻辑在run()办法中。

4.实现本人的ClassLoader

从后面能够晓得,要想实现classLoader只须要继承ClassLoader类并重写 findClassloadClass 办法即可。

4.1 创立java文件

在桌面创立了一个名为Test的Java文件,并应用javac命令进行编译。

public class Test {    public void sayHi() {        System.out.println("hi!");    }        public static void main(String[] args) {        System.out.println("Hello World!");    }}

4.2 实现办法重写与测试

/** * Created by luyi on 2021/2/16. * 形容:自定义ClassLoader */public class MyClassLoader extends ClassLoader {    public String classPath;    public MyClassLoader(String classPath) {        this.classPath = classPath;    }    /**     * 通过输出流读取文件     *     * @param name 文件全限定类名     */    public byte[] loadByte(String name) throws IOException {        if (name == null || name.length() == 0) {            return new byte[1024];        }        name = name.replaceAll("\\.", "/");        FileInputStream fis = new FileInputStream(classPath + "/" + name + ".class");        int len = fis.available();        byte[] data = new byte[len];        fis.read(data);        fis.close();        return data;    }    /**     * 将指定的门路中的指定的文件进行加载     *     * @param name 全限定类名     * @return     * @throws ClassNotFoundException     */    @Override    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {        if (name == null || name.length() == 0) {            return null;        }        try {            byte[] data = loadByte(name);            return defineClass(name, data, 0, data.length);        } catch (IOException e) {            e.printStackTrace();            throw new ClassNotFoundException();        }    }    public static void main(String[] args) throws Exception {        MyClassLoader loader = new MyClassLoader("/Users/luyi/Desktop");        Class<?> clazz = loader.loadClass("Test", false);        Object instance = clazz.newInstance();        Method sayHi = clazz.getDeclaredMethod("sayHi", null);        sayHi.invoke(instance, null);        System.out.println(clazz.getClassLoader().getClass().getName());    }}

运行后果:

从运行后果能够看出,自定义的类加载器曾经实现了对指定文件的加载,并正确的执行了办法。