类加载子系统的相关概念
1.class文件在文件的开头有特定的文件标识
2.ClassLoader只负责class文件的加载,至于它是否可以运行,由Execution Engine(执行引擎)来决定
3.加载的类信息存放在于一块叫做方法区的内存空间里面
类的加载过程
1.加载(Loading)过程:生成Class实例过程
- 通过一个类的全限定名获取定义此类的二进制字节流
- 将这个字节流所代表的静态存储结构转换成方法区的运行时数据结构
在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象,作为方法区这个类的各种数据的访问入口
加载class文件的方式
从本地系统直接加载
- 网络获取
- ZIP压缩包获取
- 动态代理技术获取
- 其他技术获取;例如从专有的数据库获取,从加密文件中获取等等
2.Linking过程:
2.1 验证(Verify)
确保class文件的字节流中包含信息是否符合虚拟机的规划要求(CAFE BABY)开头,保证被加载的类的正确性;
主要包括:文件格式验证,元数据验证,字节码验证,符号引用的验证等等;2.2准备(Prepare)
为类变量(即静态变量)分配内存并且设置该类变量的默认初始化值,也就是我们所说的零值;
注意:这里不包含用final修饰的类变量值:因为final修饰的常量在编译的时候已经分配好了,准备阶段会进行显式的初始化.;同时,这里也不会为实例变量进行分配初始化,类变量会分配到方法区中,而实例变量是会随着对象一起分配到Java堆中的.
static对象会被设置默认值，static fifinal对象会被赋上给予的值2.3.解析(Resove)
将常量池中的符号引用转换成直接引用的过程
其中,符号引用指的是一组符号锁引用的目标.符号引用的字面量形式明确规定在Class文件格式中;
而直接引用就是直接指向目标的的指针,相对偏移量或者一个间接定位到目标的句柄.3.初始化阶段(Initalization)
初始化阶段就是执行类构造器的clinit()方法
此方法无需进行定义,是javac编译器自动收集类中的所有类变量的赋值动作和静态代码块中语句合并而来的(言外之意就是如果该类没有定义静态变量和静态代码块的话,此方法将不会在jvm类加载中执行)
如果该类具有父类,JVM会保证子类的clinit()方法执行前,父类的clinit()方法已经执行完毕;
虚拟机必须保证一个类的clinit方法在多线程下被同步加锁.——-只会加载一次! ! !类加载器的分类
JVM支持两种类型的类加载器:
引导类加载器(BootStrap CLassLoader)
自定义类加载器(User-Defined CLassLoader)
注意:此处将所有的派生于抽象类CLassLoader类加载器都划分为自定义类加载器,其中扩展类加载器(Extension ClassLoader)和系统类加载器(System CLassLoader)都属于CLassLoader类加载器,故他们都属于自定义类加载器.
1.启动类加载器(引导类加载器,BootStrap ClassLoader)
这个类加载器是使用C/C++语言实现的,嵌套在JVM的内部
它是用来加载Java的核心库(JAVA_HOME/jre/rt.jar,resoures.jar或者sun.boot.class.path路径下的内容),用来提供JVM自身需要的类;
它并不继承java.lang.CLassLoader,没有父类加载器
加载扩展类和应用类加载器,并制定为他们的父类加载器;
出于安全考虑,BootStrap启动类加载器只加载包名为java,javax.sun等开头的类2.扩展类加载器(Extension CLassLoader)
java语言编写,由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader实现;
派生于ClassLoader类;
父类加载器为启动类加载器(引导类加载器);
从java.ext.dirs系统属性所指定的目录中加载类库,或者从JDK的安装目录的jre/lib/ext子目录(扩展目录)下加载类库.如果用户创建的JAR放在此目录下,也会自动使用扩展类加载器加载;3.系统类加载器(System CLassLoader,或者称为应用类加载器)
java语言编写,由sun.misc.LauncherAppClassLoader实现;
父类为扩展类加载器
.它只负责加载环境变量classpath或者系统属性java.class.path指定路径下 的类库;
该类加载是程序默认的类加载器,一般来说,Java应用的类都是由它来完成加载的;
通过ClassLoader.getSystemClassLoader()方法可以获得该类加载器;为什么要自定义类加载器呢?
隔离加载类;修改类加载的方式;扩展加载源;防止源码的泄露
获取ClassLoader的途径:
双亲委派机制
Java虚拟机对class文件采用的是按需加载的方式,也就是说当需要使用该类时才会将它的class文件加载到内存中生成class对象,而且加载某个类的class文件时,Java虚拟机采用的是双亲委派模式,即把请求交由父类处理,它是一种任务委派模式.
双亲委派机制的优点:
1.避免类的重复加载
2.保护程序的安全性,防止核心API随意被篡改
沙箱安全机制:保证对Java信息源代码的保护
何为沙箱安全机制?即如果我们自己建立和源代码相同的包,例如java/lang/String.Class,在我们去使用类加载器去加载此类时,为了防止你自定义的类对源码的破坏,所以他默认不是使用你的String类的本身的系统加载器去加载它,而是选择率先使用引导类加载器去加载,而引导类在加载的过程中会先去加载JDK自带的文件(rt.jar包中的java/lang/String.class),而不是你自己定义的String.class,报错信息会提示没有main方法 ,就是因为加载的是rt.jar包下的String类,这样就可以做到保证对java核心源代码的保护,这既是沙箱保护机制.类加载器的其他问题
1.JVM判断两个class对象是否为同一个类存在两个必要条件:
1)类的完整类名必须一致(包括包名)
2)加载类的ClassLoader必须相同2.若是一个类型由用户加载器(系统加载器)加载 那么JVM会将这个类加载器的一个引用类型信息的一部分保存到方法区中.
3.类的主动使用和被动使用
主动使用情况: ① 创建类的实例 ②访问某个类或者接口的静态变量 ③调用类的静态方法 ④反射⑤初始化一个类的子类 ⑥Java虚拟机启动时被表明启动类的类等等
被动使用: 若类不会导致类的初始化,则为被动使用
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