Day1_Java進階_類加載器

2020.7.5 10:28:00

一、類加載基礎知識概述

1. 類加載：當程序要使用某個類時，如果該類還未被加載到內存中，則系統會通過類的加載、類的連接、類的初始化這三個步驟來對類進行初始化。
   如果不出現意外的情況，JVM將會連續完成這三個步驟，所以有時也把這三個步驟統稱爲類加載或類初始化。

類的加載：

• 就是指將class文件讀入內存中，併爲之創建一個java.lang.Class對象。
• 任何類被使用時，系統都會爲其創建一個java.lang.Class。

類的連接：

• 驗證階段：用於檢驗被加載的類是否有正確的內部結構，並和其他類協調一致。
• 準備階段：負責爲類的類變量分配內存，並設置默認初始化值。
• 解析階段：將類的二進制數據中的符號引用替換爲直接引用。

類的初始化：在該階段，主要是對類變量進行初始化。
類的初始化步驟：

1. 若該類還未被加載和連接，則程序先加載並連接該類。
2. 若該類的直接父類還未被初始化，則先初始化其直接父類。【先初始化父類再來初始化子類】
3. 若類中有初始化語句，系統則會依次執行這些初始化語句。

【注意】：在執行第2個步驟時 ，系統對直接父類的初始化步驟也遵循初始化步驟1-3。
也就是說，直接父類還有父類的話，會繼續執行步驟2先去初始化父類的操作，以此類推，所有Java虛擬機最先初始化的總是java.lang.Object類[所有類的父類]，當程序使用一個類時，系統會保證該類及其所有的父類都會被初始化。

類的初始化時機：Java程序首次通過以下幾種方式來使用某個類或者接口時，系統就會【初始化該類或接口】。
【首次】：一個類載入到Java虛擬機，同一個類將不會再次載入Java虛擬機了。

• 創建類的實例
• 調用類的類方法【調用該類的靜態方法時】
• 訪問類或者接口的類變量，或者爲該類變量賦值
• 使用反射的方式來強制創建某個類或接口對應的java.lang.Class對象
• 初始化某個類的子類【首先會初始化父類】
• 直接使用java.exe命令來運行某個主類時會初始化該類

二、類加載器

類加載器的作用： 負責將**.class文件**加載到內存中，併爲之生成對應的 java.lang.Class 對象。我們需要了解這個類加載機制，讓我們更好的理解程序的運行。

JVM的類加載機制：

• 全盤負責：當一個類加載器負責加載某個Class類時，該Class所依賴的和引用其他Class也將該類加載器負責載入，除非顯示使用另外的一個類加載器來載入。
• 父類委託：當類加載器負責加載某個Class類時，先讓父類加載器試圖加載該Class類，只有在父類加載器無法加載該類的時候，才試圖從自己的類路徑中加載該類。
• 緩存機制：保證所有加載過的Class都會被緩存，當程序需要使用某個Class對象時，類加載器先從緩存區中搜索該Class，只有當緩存區中不存在該Class對象時，系統纔會去讀取該類對應的二進制數據，並將其轉換爲Class對象，然後存儲到緩存區中。

ClassLoader：是負責加載類的對象

Java運行時具有以下的內置類加載器

• BootStrap Class Loader：它是虛擬機的內置類加載器，通常便是爲 null ，並且沒有父null
• Platform Class Loader【或ExtClassLoader】：平臺類加載器可以看到所有平臺類，平臺類包括由平臺類加載器或祖先定義的Java SE平臺API，其是實現類和JDK特定的運行時類。
• System Class Loader：它也被稱爲應用程序類加載器，與平臺類加載器不同，系統類加載器通常用於定義應用程序類路徑，模塊路徑和JDK特定工具上的類。
• 類加載器的繼承關係：System的父加載器爲Platform，而Platform 的父加載器爲BootStrap【關鍵】

ClassLoader中有兩個方法：

• static ClassLoader getSystemClassLoader()：返回用於委派的系統類加載器。
• ClassLoader getParent()：返回父類加載器進行委派。

package com.hoqis;

/**
 * @author HoQis
 * @create 2020-07-06 10:10
 */
public class ClassLoaderDemo {
    public static void main(String[] args) {
        ClassLoader c1 = ClassLoader.getSystemClassLoader();
        System.out.println("返回用於委派的系統類加載器："+c1);//AppClassLoader

        ClassLoader c2 = c1.getParent();
        System.out.println("返回父類加載器進行委派："+c2);//ExtClassLoader

        ClassLoader c3 = c2.getParent();
        System.out.println("最後的父類："+c3);//null
    }
}

打印結果：
"C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\bin\java.exe" "-javaagent:D:\_Java\_Software\IntelliJ_IDEA\IntelliJ_IDEA_2019.2.4\IntelliJ_IDEA\IntelliJ IDEA 2019.2.4\lib\idea_rt.jar=7443:D:\_Java\_Software\IntelliJ_IDEA\IntelliJ_IDEA_2019.2.4\IntelliJ_IDEA\IntelliJ IDEA 2019.2.4\bin" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath "C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\charsets.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\deploy.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\cldrdata.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\dnsns.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\jaccess.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\jfxrt.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\localedata.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\nashorn.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\sunec.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\ext\zipfs.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\javaws.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\jce.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\jfr.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\jfxswt.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\jsse.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\management-agent.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\plugin.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\resources.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_161\jre\lib\rt.jar;D:\_Java\_Software\IntelliJ_IDEA\IntelliJ_IDEA_2019.2.4\IntelliJ_IDEA_WorkSpace_0706\Reflect\out\production\Reflect" com.hoqis.ClassLoaderDemo
返回用於委派的系統類加載器：sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
返回父類加載器進行委派：sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@1540e19d
最後的父類：null

Process finished with exit code 0

2020.7.6 10:36:00 Complete！！！