|
第一部分：Java虛擬機啓動時，關於類加載方面的一些動作
|
當使用java ProgramName.class運行程序時，Java找到JRE，接着找到jvm.dll，把該動態庫載入內存，這就是JVM。然後加載其它動態庫， 並激活JVM。JVM激活之後會進行一些初始化工作，之後生成BootstrapLoader，該Class Loader是由C++寫的。BootstrapLoader加載Launcher.java中的ExtClassLoader，並設定其Parent爲 null，意思是ExtClassLoader的Parent Class Loader就是BootstrapLoader。然後BootstrapLoader又加載Launcher.java中的 AppClassLoade，並設定其Parent Class Loader是ExtClassLoader。不過如果調用ExtClassLoader的getParent( )方法，則返回的是null。這兩個Class Loader都是以靜態類的形式存在，並且都是用Java編寫的。
這三個Class Loader它們都有自己的類查找路徑：
BootstrapLoader: sun.boot.class.path
ExtClassLoader: java.ext.dirs
AppClassLoader: java.class.path
以上三個路徑都是Java的系統屬性，可以通過System.getProperty(String key)方法來查看其設置：
System.out.println(System.getProperty("sun.boot.class.path"));
輸出：
C:/Program Files/Java/jre1.5.0_04/lib/rt.jar;
C:/Program Files/Java/jre1.5.0_04/lib/i18n.jar;
C:/Program Files/Java/jre1.5.0_04/lib/sunrsasign.jar;
C:/Program Files/Java/jre1.5.0_04/lib/jsse.jar;
C:/Program Files/Java/jre1.5.0_04/lib/jce.jar;
C:/Program Files/Java/jre1.5.0_04/lib/charsets.jar;
C:/Program Files/Java/jre1.5.0_04/classes
即BootstrapLoader 加載的是jre和jre/lib目錄下的class
System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));
輸出：
C:/Program Files/Java/jre1.5.0_04/lib/ext
即ExtClassLoader加載的是jre/lib/ext下的class
System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));
輸出：應用裏的路徑
由此可見，BootstrapLoader負責Java核心類（所有以java.*開頭的類）。ExtClassLoader負責加載擴展類（所以以javax.*開頭的類以及存在ext目錄下的類）。AppClassLoader負責加載應用程序自身的類。
第二部分：Java的類加載機制。Java是如何加載類的，其流程。
類加載按照加載時機，是否自動加載分爲兩種：預先加載和按需加載。
預先加載的類是在JVM啓動之後，應用程序運行之前。至少包含rt.jar中的所有類。
按需加載則是在應用程序運行之後，在程序運行過程中，JVM遇到一個還未被裝載的類，這時由Class Loader把該類載入內存。
類加載按照方式來分，也是兩種：隱式加載和顯式加載。
隱式加載是通過new的方式，在類初始化時由JVM根據相應的Class Loader將類載入。
顯式加載則是程序員在代碼中顯式利用某個Class Loader將類載入。
JVM自動裝載類的算法是這樣的：如果Class A的實例引用了Class B的實例，則在默認情況下，JVM會先找到Class A的Class Loader，然後用該Class Loader來裝載Class B。
Class Loader裝載類的一般算法如下：
Background: Class Loader是按照層次關係組織起來的，每一個Class Loader都有一個Parent。如果在創建Class Loader時不顯式指定其父Class Loader，JVM會把系統Class Loader指定爲該Class Loader的Parent。每一個Class Loader都有自己對應的Loaded Class Cache，換句話說，Loaded Class Cache由兩部分組成：ClassLoader，以及由它加載的Class類名。
-
檢查這個類是否已經被加載進去了
-
如果還沒有加載，調用父對象加載該類
-
如果父對象無法加載，調用本對象的findClass()取得這個類。
所以當創建自己的Class Loader時，只需要重載findClass()方法。
Java 1.2之後，類的裝載採用委託模式。
一個已經加載的類是無法被更新的，如果試圖用同一個ClassLoader再次加載 同一個類，會得到異常java.lang.LinkageError: duplicate class definition。只能夠重新創建一個新的ClassLoader實例來再次加載新類。
第三部分：定義自己的Class Loader
爲什麼要使用自己的ClassLoader？
因爲JVM自帶的ClassLoader只是懂得從本地文件系統加載標準的java class文件，如果編寫自己的ClassLoader，可以
因爲JVM自帶的ClassLoader只是懂得從本地文件系統加載標準的java class文件，如果編寫自己的ClassLoader，可以
- 在執行非置信代碼之前，自動驗證數字簽名
- 動態地創建符合用戶特定需要的定製化構建類
- 從特定的場所取得java class，例如數據庫和網絡。
當創建自己的ClassLoader時，需要繼承java.lang.ClassLoader或者它的子類。在實例化每個ClassLoader對 象時，需要指定一個父對象；如果沒有的話，系統自動指定ClassLoader.getSystemClassLoader()爲父對象。
第四部分：程序中顯示加載並實例化類的幾種方式：
1) 使用Class類
Class foo = Class.forName(String ClassTypeName); // 通過調用ClassLoa der.getCallerClassLoader( )得到當前Class Loader，然後查找並載入ClassTypeName。
or
Class foo = Class.forName(String ClassTypeName, boolean initialize, ClassLoader loader) // 顯式指定用哪個Class Loader來查找並載入ClassTypeName。
ClassTypeName boo = (ClassTypeName) foo.newInstance( );
2) 通過ClassLoader的子類針對不同情況裝載類，比如java.net.URLClassLoader等。
獲取當前ClassLoader的方法：
ClassLoader foo = Thread.currentTread().getCoontextClassLoader();
第五部分： Class.forName()與ClassLoader.loadClass()的區別
Class clazz = Class.forName("XXX.XXX");
與
ClassLoader cl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
Class clazz = cl.loadClass("XXX.XXX");
都可以裝載一個類那麼他們的區別是什麼呢？
進一步研究Class.forName()是調用
Class.forName(name, initialize, loader); 也就是Class.forName("XXX.XXX"); 等同與 Class.forName("XXX.XXX", true, CALLCLASS.class.getClassLoader());
第二次參數表示裝載類的時候是否初始化該類， 即調用類的靜態塊的語句及初始化靜態成員變量。
Class clazz = cl.loadClass("XXX.XXX"); 沒有指定是否初始化的選項。只有執行clazz.newInstance()；時才能夠初始化類。可以說 Class.forName("XXX.XXX", false, cl)執行過程是一致的。只是ClassLoader.loadClass()是更底 層的操作。
看一下JDBC驅動的裝載。
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbcurl");
當調用Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");是Driver已經被初始化並註冊到DriverManager中。MySQL Driver的代碼
public class Driver extends NonRegisteringDriver
implements java.sql.Driver
{
public Driver()
throws SQLException
{
}
static
{
try
{
DriverManager.registerDriver(new Driver());
}
catch(SQLException E)
{
throw new RuntimeException("Can't register driver!");
}
}
}
改修JDBC驅動的裝載
ClassLoader cl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
Class clazz = cl.loadClass("com.mysql.jdbc.Driver");
clazz.newInstance();
Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbcurl");
同樣可以執行。
進一步說：
Class.forName是從指定的classloader中裝載類,如果沒有指定,也就是一個參數的時候,是從裝載當前對象實例所在的classloader中裝載類.
而ClassLoader的實例調用loadclass方法,是指從當前ClassLoader實例中調用類,而這個實例與裝載當前所在類實例的Classloader也許不是同一個.
舉個例子吧, 有A,B , C兩個ClassLoader , 當前運行的類D的實例是d(裝載它的是A) , 如果D中使用Class.forName那麼就是使用的ClassLoader就是A,當然,也可以指定爲B. 而如果D中代碼找到的ClassLoader實例是C,那麼就是用D來裝載所指定的類.
爲什麼要用不同的ClassLoader 裝載？
舉例來說：如果在Class被載入的過程中，你希望使用在自己的Class Loader來實現特定的操作，請使用ClassLoader方式。
貌似CGLib之類的bytecode generation框架很多地方會使用指定特殊ClassLoader的方式。
使用多個classloader的情況非常常見,比如說我們的app server,那麼都是這樣的. 在Web與EJB間, 他們的classLoader就是不同的,這樣做的目的就是爲了避免兩者間類裝載的相互干擾.
再舉個例子：
Static初始化區塊在什麼時候被調用的問題？
Public A{Static{System.out.println(“HaHaHa”);}}
Class.forName(“A”);
Class.forName(“A”,false, ClassLoader.getSystemClassLoader());
看看奧妙在哪裏？Java ClassLoader機制和原理又是如何？
程序示例：
public class A {
static { System.out.println("A`static is executed!");}
public A() {System.out.println("A`construct is executed!");}
public void show(){System.out.println("A`method is executed!");}
}
調用程序1：
Class c = Class.forName("A");
Method m = c.getMethod("show", new Class[0]);
System.out.println("A`test is executed!");
Object obj = c.newInstance();
m.invoke(obj, new Object[0]);
執行結果：
A`static is executed!
A`test is executed!
A`construct is executed!
A`method is executed!
調用程序2：
Class c = ClassLoader.getSystemClassLoader().loadClass("A");
System.out.println("A`test is executed!");
Method m = c.getMethod("show", new Class[0]);
Object obj = c.newInstance();
m.invoke(obj, new Object[0]);
執行結果：
A`test is executed!
A`static is executed!
A`construct is executed!
A`method is executed!
可見執行順序爲先執行 static｛｝塊中的代碼，然後執行構造函數，之後纔是方法的調用。
classloader的兩種載入方式:
1)pre-loading預先載入,載入基礎類
2)load-on-demand按需求載入
java動態載入class的兩種方式:
1)implic it隱式,即利用實例化才載入的特性來動態載入class
2)explic it顯式方式,又分兩種方式:
a)java.lang.Class的forName()方法 （上述調用程序1採用此方式載入）
b)java.lang.ClassLoader的loadClass()方法（上述調用程序2採用此方式載入）
static塊在什麼時候執行?
當調用forName(String)載入class時執行,(這個過程在類的所有父類中遞歸地調用)
如果調用ClassLoader.loadClass並不會執行.
forName(String,false,ClassLoader)時也不會執行.
如果載入Class時沒有執行static塊則在第一次實例化時執行.比如new ,Class.newInstance()操作
static塊僅執行一次
第五部分： Class.forName()與ClassLoader.loadClass()的區別
Class clazz = Class.forName("XXX.XXX");
與
ClassLoader cl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
Class clazz = cl.loadClass("XXX.XXX");
都可以裝載一個類那麼他們的區別是什麼呢？
進一步研究Class.forName()是調用
Class.forName(name, initialize, loader); 也就是Class.forName("XXX.XXX"); 等同與 Class.forName("XXX.XXX", true, CALLCLASS.class.getClassLoader());
第二次參數表示裝載類的時候是否初始化該類， 即調用類的靜態塊的語句及初始化靜態成員變量。
Class clazz = cl.loadClass("XXX.XXX"); 沒有指定是否初始化的選項。只有執行clazz.newInstance()；時才能夠初始化類。可以說 Class.forName("XXX.XXX", false, cl)執行過程是一致的。只是ClassLoader.loadClass()是更底 層的操作。
看一下JDBC驅動的裝載。
Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");
Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbcurl");
當調用Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");是Driver已經被初始化並註冊到DriverManager中。MySQL Driver的代碼
public class Driver extends NonRegisteringDriver
implements java.sql.Driver
{
public Driver()
throws SQLException
{
}
static
{
try
{
DriverManager.registerDriver(new Driver());
}
catch(SQLException E)
{
throw new RuntimeException("Can't register driver!");
}
}
}
改修JDBC驅動的裝載
ClassLoader cl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
Class clazz = cl.loadClass("com.mysql.jdbc.Driver");
clazz.newInstance();
Connection conn = DriverManager.getConnection("jdbcurl");
同樣可以執行。
進一步說：
Class.forName是從指定的classloader中裝載類,如果沒有指定,也就是一個參數的時候,是從裝載當前對象實例所在的classloader中裝載類.
而ClassLoader的實例調用loadclass方法,是指從當前ClassLoader實例中調用類,而這個實例與裝載當前所在類實例的Classloader也許不是同一個.
舉個例子吧, 有A,B , C兩個ClassLoader , 當前運行的類D的實例是d(裝載它的是A) , 如果D中使用Class.forName那麼就是使用的ClassLoader就是A,當然,也可以指定爲B. 而如果D中代碼找到的ClassLoader實例是C,那麼就是用D來裝載所指定的類.
爲什麼要用不同的ClassLoader 裝載？
舉例來說：如果在Class被載入的過程中，你希望使用在自己的Class Loader來實現特定的操作，請使用ClassLoader方式。
貌似CGLib之類的bytecode generation框架很多地方會使用指定特殊ClassLoader的方式。
使用多個classloader的情況非常常見,比如說我們的app server,那麼都是這樣的. 在Web與EJB間, 他們的classLoader就是不同的,這樣做的目的就是爲了避免兩者間類裝載的相互干擾.
再舉個例子：
Static初始化區塊在什麼時候被調用的問題？
Public A{Static{System.out.println(“HaHaHa”);}}
Class.forName(“A”);
Class.forName(“A”,false, ClassLoader.getSystemClassLoader());
看看奧妙在哪裏？Java ClassLoader機制和原理又是如何？
程序示例：
public class A {
static { System.out.println("A`static is executed!");}
public A() {System.out.println("A`construct is executed!");}
public void show(){System.out.println("A`method is executed!");}
}
調用程序1：
Class c = Class.forName("A");
Method m = c.getMethod("show", new Class[0]);
System.out.println("A`test is executed!");
Object obj = c.newInstance();
m.invoke(obj, new Object[0]);
執行結果：
A`static is executed!
A`test is executed!
A`construct is executed!
A`method is executed!
調用程序2：
Class c = ClassLoader.getSystemClassLoader().loadClass("A");
System.out.println("A`test is executed!");
Method m = c.getMethod("show", new Class[0]);
Object obj = c.newInstance();
m.invoke(obj, new Object[0]);
執行結果：
A`test is executed!
A`static is executed!
A`construct is executed!
A`method is executed!
可見執行順序爲先執行 static｛｝塊中的代碼，然後執行構造函數，之後纔是方法的調用。
classloader的兩種載入方式:
1)pre-loading預先載入,載入基礎類
2)load-on-demand按需求載入
java動態載入class的兩種方式:
1)implic it隱式,即利用實例化才載入的特性來動態載入class
2)explic it顯式方式,又分兩種方式:
a)java.lang.Class的forName()方法 （上述調用程序1採用此方式載入）
b)java.lang.ClassLoader的loadClass()方法（上述調用程序2採用此方式載入）
static塊在什麼時候執行?
當調用forName(String)載入class時執行,(這個過程在類的所有父類中遞歸地調用)
如果調用ClassLoader.loadClass並不會執行.
forName(String,false,ClassLoader)時也不會執行.
如果載入Class時沒有執行static塊則在第一次實例化時執行.比如new ,Class.newInstance()操作
static塊僅執行一次
