JVM系列（一）——類加載器以及雙親委託機制

寫在前面

本文主要介紹了四種類加載器，以及算清委託機制。文章可能還有很多不足，請大家諒解，歡迎大佬提意見。

本文使用到的東西

1. java

1.類加載器

1.1 類加載器作用：
類加載器負責從文件或者網絡中加載Class信息，加載的類信息存放於方法區的內存空間。

1.2 啓動類加載器（BootStrap ClassLoader）：

1. C++實現，是虛擬機的一部分；
2. 負責加載“%JAVA_HOME%\lib”目錄中，或者-Xbootclasspath參數指定路徑中的類庫到虛擬機；
3. 無法被java程序直接引用。

1.3 擴展類加載器（Extension ClassLoader）：
獨立於JVM，由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader實現，加載”%JAVA_HOME%\lib\ext”目錄中，或者java.ext.dirs系統變量指定的路徑中的所有類庫，該類加載器無法被java程序直接引用。

1.4 應用程序類加載器（Application ClassLoader）：
獨立於JVM，由sun.misc.Launcher$AppClassLoader實現，也叫系統類加載器。負責加載用戶類路徑（classpath）上指定的類庫，可以直接使用，一般情況下是默認的類加載器。

1.5 啓動類加載器（BootStrap ClassLoader）：
獨立於JVM，需要繼承於java.lang.ClassLoader抽象類，複寫Class<?> findClass(String name)方法。讀取類文件的二進制數據流，通過Class<?> defineClass方法加載類。

2.雙親委託機制

在加載類時必須先交給父加載器加載，父加載器不存在則交給啓動類加載器加載，還沒加載到再自己加載；目的是爲了避免類的重複加載。

已知java中類加載器都繼承於java.lang.ClassLoader抽象類，通過loadClass(String name)方法加載類：

loadClass(String name)：

//加載類的方法
public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
	//調用了loadClass(name, resolve)方法，false表示不解析類
    return loadClass(name, false);
}

loadClass(name, resolve)：

    protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
        throws ClassNotFoundException
    {
        synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
            // 檢查類是否已經加載
            Class<?> c = findLoadedClass(name);
            // 未加載情況
            if (c == null) {
                long t0 = System.nanoTime();
                try {
                	/**
                	* 雙親委託
                	* 判斷父類加載器是否存在，存在則交給父類加載器加載
                	* 不存在父加載器則交給啓動類加載器（BootStrap ClassLoader）加載
                	*/
                    if (parent != null) {
                    	// 父類加載器加載
                        c = parent.loadClass(name, false);
                    } else {
                    	// 啓動類加載器加載
                        c = findBootstrapClassOrNull(name);
                    }
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                    // ClassNotFoundException thrown if class not found
                    // from the non-null parent class loader
                }

                if (c == null) {
                    long t1 = System.nanoTime();
                    // 如果還沒有加載到類，則交給findClass(name)來加載
                    c = findClass(name);

                    // this is the defining class loader; record the stats
                    PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                    PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                    PerfCounter.getFindClasses().increment();
                }
            }
            if (resolve) {
            	// 解析類
                resolveClass(c);
            }
            return c;
        }
    }
    // 自定義類時交給我們來複寫
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        throw new ClassNotFoundException(name);
    }

通過閱讀源碼我們可以知道，我們只需要繼承ClassLoader抽象類，複寫findClass(String name)即可實現自定義類加載器。而複寫loadClass(String name, boolean resolve)方法則可以破壞雙親委託機制。

3.總結

本文簡單描述了JVM的類加載器以及雙親委託，從ClassLoader源碼層面分析了類加載機制。有不清楚的地方歡迎評論留言，看到的我都會回覆的。本文到此結束，有什麼不足的地方請大家不吝指正。