2020-03-31 14:44:25 李福春

jvm賦能java跨平臺的能力，而類加載機制是深入理解java的必要條件。

我是李福春，我在準備面試，今天的問題是：

java的類加載機制是怎樣的？什麼是雙親委派原則？

答：java的類加載過程分為加載，鏈接，初始化。
加載：即從數據源（jar,class,網絡）加載class文件到jvm，映射為class對象，如果不是classFile結構，拋出ClassFormatError;
鏈接：把第一步得到的class對象轉換到jvm環境，進行驗證（字節信息是否符合jvm規範，否則拋出VerifyError）,準備（為靜態變量分配內存空間），解析（常量池中的符號引用替換為直接引用）；
初始化：即為靜態變量和靜態代碼塊賦值。

java的類加載器部分的加載器分4類，見上圖。

BootStrapClassLoader:加載jre/lib下的jdk的jar包，具有超級權限，是最頂級的類加載器；

ExtensionClassLoader:加載jre/lib/ext下的jar包，加載jdk的擴展程序包；

ApplicationClassLoader:加載當前應用classpath下的jar包或者class文件；

自定義ClassLoader：用戶自定義的類加載器，一般是為了進行進程隔離，或者自己操縱字節碼；

雙親委派機制：即為了避免類信息被重複加載和程序的安全性，父加載器優先子加載器加載類型到jvm，子加載器無法加載父加載器已經加載到jvm中的類型信息。

下面做一下擴展：針對面試官可能會追問的細節。

類加載器體系

指定超級加載器的目錄和時機：

指定新的bootclasspath，替換java.*包的內部實現

<code>java -Xbootclasspath: your_App/<code>

a意味著append，將指定目錄添加到bootclasspath後面

<code>java -Xbootclasspath/a: your_App/<code>

p意味著prepend，將指定目錄添加到bootclasspath前面

<code>java -Xbootclasspath/p: your_App/<code>

指定擴展加載器的目錄：

<code>java -Djava.ext.dirs=your_ext_dir HelloWorld/<code>

指定系統加載器的實現類：

<code>java -Djava.system.class.loader=com.yourcorp.YourClassLoader HelloWorld/<code>

打印出類加載器：

<code>java package org.example.mianshi.classloader;

import java.util.Collection;

/**

作者: carter 


創建日期: 2020/3/31 12:41

描述: 類加載器的層級關係

/

public class PrintClassLoaderApp {
public static void main(String[] args) {

    System.out.println("PrintClassLoaderApp 的類加載器是："+PrintClassLoaderApp.class.getClassLoader());
    System.out.println("parent 的類加載器是："+ PrintClassLoaderApp.class.getClassLoader().getParent());
    System.out.println("parent.parent 的類加載器是："+ PrintClassLoaderApp.class.getClassLoader().getParent().getParent());
    System.out.println("Collection 的類加載器是："+ Collection.class.getClassLoader());

}
}/<code>

輸出結果：

我使用的java10，PlatformClassLoader替代了ExtensionClassLoader;

<code>PrintClassLoaderApp 的類加載器是：jdk.internal.loader.ClassLoaders$AppClassLoader@4459eb14
parent 的類加載器是：jdk.internal.loader.ClassLoaders$PlatformClassLoader@2ac1fdc4
parent.parent 的類加載器是：null
Collection 的類加載器是：null/<code>

自定義類加載器

自定義類加載器一般用來進行進程內隔離，或者需要自己操縱字節碼的場景。

過程如下：
1，通過名稱找到二進制代碼，即class文件；

2，使用class文件創建對應的class對象；

示例代碼如下：

<code>package org.example.mianshi.classloader;

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;

/**
 * 作者:     carter
 * 創建日期:  2020/3/31 14:24
 * 描述:     自定義類加載器
 */

public class CustomerClassLoaderApp extends ClassLoader {

    @Override
    protected Class> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {

        byte[] bytes = loadClassFromFile(name);

        return defineClass(name, bytes, 0, bytes.length);
    }

    private byte[] loadClassFromFile(String name) {

        InputStream inputStream = getClass().getClassLoader()
                .getResourceAsStream(name.replace(".", File.separator) + ".class");

        ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();
        int nextValue = 0;
        try {
            while ((nextValue = inputStream.read()) != -1) {
                byteArrayOutputStream.write(nextValue);
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        byte[] buffer = byteArrayOutputStream.toByteArray();


        return buffer;
    } 

}/<code>