虚拟机设计团队把类加载过程中的“通过类的完全限定名,产生一个代表该类型的二进制数据流”这个动作放到虚拟机外部去实现,而实现这个动作的代码模块成为“类加载器”。
对于任意一个类,都需要由加载它的类加载器和这个类本身一同确立其在Java虚拟机中的唯一性。即使两个类来源于同一个Class文件,只要加载它们的类加载器不同,那么这两个类就必定不相等。
从Java虚拟机的角度分为两种不同的类加载器:启动类加载器(Bootstrap ClassLoader) 和其他类加载器。其中启动类加载器,使用C++语言实现,是虚拟机自身的一部分;其余的类加载器都由Java语言实现,独立于虚拟机之外,并且全都继承自java.lang.ClassLoader类。
从Java开发人员的角度来看,绝大部分Java程序都会使用到以下3种系统提供的类加载器。
(1)启动类加载器(Bootstrap ClassLoader):
这个类加载器负责将存放在<JAVA_HOME>\lib目录中的,或者被-Xbootclasspath参数所指定的路径中的,并且是虚拟机识别的(仅按照文件名识别,如rt.jar,名字不符合的类库即使放在lib目录中也不会被加载)类库加载到虚拟机内存中。但它无法被java程序直接引用。
(2)扩展类加载器(Extension ClassLoader):
这个加载器由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader实现,它负责加载<JAVA_HOME>\lib\ext目录中的,或者被java.ext.dirs系统变量所指定的路径中的所有类库,开发者可以直接使用扩展类加载器。
(3)应用程序类加载器(Application ClassLoader):
这个类加载器由sun.misc.Launcher$AppClassLoader实现。由于这个类加载器是ClassLoader中的getSystemClassLoader()方法的返回值,所以一般也称它为系统类加载器。它负责加载用户类路径(ClassPath)上所指定的类库,开发者可以直接使用这个类加载器,如果应用程序中没有自定义过自己的类加载器,一般情况下这个就是程序中默认的类加载器。
我们的应用程序都是由这3种类加载器互相配合进行加载的,如果有必要,还可以加入自己定义的类加载器。
1、双亲委派模型(Pattern Delegation Model),要求除了顶层的启动类加载器外,其余的类加载器都应该有自己的父类加载器。这里父子关系通常是子类通过组合关系而不是继承关系来复用父加载器的代码。
2、双亲委派模型的工作过程: 如果一个类加载器收到了类加载的请求,先把这个请求委派给父类加载器去完成(所以所有的加载请求最终都应该传送到顶层的启动类加载器中),只有当父加载器反馈自己无法完成加载请求时,子加载器才会尝试自己去加载。
3、好处就是java类随着它的类加载器一起具备了一种带有优先级的层次关系。例如类java.lang.Object,它存在在rt.jar中,无论哪一个类的类加载器需要加载这个类,最终都委派给处于模型最顶端的启动类加载器进行加载,否则我们需要自己写一个java.lang.Object的类,那系统中就出现了多个java.lang.Object类,导致程序混乱。
注意:双亲委派模型是Java设计者们推荐给开发者们的一种类加载器实现方式,并不是一个强制性 的约束模型。在java的世界中大部分的类加载器都遵循这个模型,但也有例外。
双亲委派模型主要出现过3次较大规模“被破坏”的情况。
第一次破坏是因为类加载器和抽象类java.lang.ClassLoader在JDK1.0就存在的,而双亲委派模型在JDK1.2之后才被引入,为了兼容已经存在的用户自定义类加载器,引入双亲委派模型时做了一定的妥协:在java.lang.ClassLoader中引入了一个findClass()方法,在此之前,用户去继承java.lang.Classloader的唯一目的就是重写loadClass()方法。JDK1.2之后不提倡用户去覆盖loadClass()方法,而是把自己的类加载逻辑写到findClass()方法中,如果loadClass()方法中如果父类加载失败,则会调用自己的findClass()方法来完成加载,这样就可以保证新写出来的类加载器是符合双亲委派模型规则的。
第二次破坏是因为模型自身的缺陷,现实中存在这样的场景:基础的类加载器需要求调用用户的代码,而基础的类加载器可能不认识用户的代码。为此,Java设计团队引入的设计时“线程上下文类加载器(Thread Context ClassLoader)”。这样可以通过父类加载器请求子类加载器去完成类加载动作。已经违背了双亲委派模型的一般性原则。
第三次破坏 是由于用户对程序动态性的追求导致的。这里所说的动态性是指:“代码热替换”、“模块热部署”等等比较热门的词。说白了就是希望应用程序能够像我们的计算机外设一样,接上鼠标、U盘不用重启机器就能立即使用。OSGi是当前业界“事实上”的Java模块化标准,OSGi实现模块化热部署的关键是它自定义的类加载器机制的实现。每一个程序模块(OSGi中称为Bundle)都有一个自己的类加载器,当需要更换一个Bundle时,就把Bundle连同类加载器一起换掉以实现代码的热替换。在OSGi环境下,类加载器不再是双亲委派模型中的树状结构,而是进一步发展为更加复杂的网状结构。借鉴原文:https://blog.csdn.net/qq_34337272/article/details/80265210
借鉴《深入理解jvm虚拟机》
