《深入理解jvm》讀書筆記之——類加載器

## 類與類加載器

類加載器只用于實現類加載的動作,但是同時還有著確保類的唯一性的作用。也就是說:比較兩個類是否相等,只有確保這兩個類在同一個類加載器的前提下才是有意義的。否則即使兩個類來源于同一個klass文件,被同一個jvm加載,只要他們的類加載器不同,那么這兩個類就不相等(這里的相等代表klass對象的equals、isAssignableFrom、isInstance方法返回的結果)。

雙親委派模式

類加載器的種類

對于jvm來講,類加載器分為兩種:
一種是啟動類加載器,使用c++實現,是jvm自身的一部分
另一種是所有其他的類加載器,使用java實現,獨立于虛擬機外部,并且繼承自ClassLoader。

然而對于java開發人員來講,類加載器可以分成這三種:

  1. 啟動類加載器
  2. 擴展類加載器
  3. 應用程序類加載器。這個類加載器也被稱為系統類加載器,負責加載用戶路徑上的類庫,開發者可以直接使用這個類加載器。

對于jvm加載一個類而言,是通過上面的三種類加載器相互配合加載的,他們之間的關系如下圖:

img

上圖中展示的這種一層層的層次加載關系,被稱為類的雙親委派模式。的雙親委派要求除了頂層的類加載器外都有自己的父類加載器。這里的類加載器之間的父子關系一般都不會以繼承的關系來實現,而是組合關系來復用類加載器的代碼。

整個雙親委派模式的過程是:

如果一個類加載器收到了類加載請求,他不會嘗試自己去加載,而是吧這個請求委派給父類加載器去完成,每一個層次的類加載器都是如此,因此所有類加載的請求最終都應該傳到頂層的啟動類加載器中,只有當父類加載器反饋自己無法完成這個類加載的請求(它的搜索范圍中沒有找到所需的類)時,子類才會嘗試自己加載。

為什么要使用雙親委派模式:因為這樣加載一個類,java類隨著他的類加載器一起具備了一種帶有優先級的層次關系,例如java.lang.Object他放在rt.jar中。無論哪個類加載器加載這個類,最后都是委派給最頂端的啟動類加載器去加載,這樣就保證了java.lang.Object無論是由哪個類加載器加載的,在當前jvm下都是同一個類。

破壞雙親委派模型

  1. 第一次破壞是在jdk2之前,用戶自定義的類加載器都是重寫Classloader中的loadClass方法,這樣就導致每個自定義的類加載器其實是在使用自己的loadClass方法中的加載機制來進行加載,這種模式當然是不符合雙親委派機制的,也是無法保證同一個類在jvm中的唯一性的,那么為了保證及時是由不同的類加載器(哪怕是用戶自定義的類加載器加載)也是唯一的,java官方在Classloader中添加了findClass方法,用戶只需要重新這個findClass方法,在loadClass方法的邏輯里,如果父類加載失敗的時候,才會調用自己的findClass方法來完成類加載,這樣就完成了符合雙親委派機制。

  2. 第二次的破壞是類似于jndi,jdbc這種服務,因為這種服務需要回調用戶的代碼,但是對于父類加載器而言是不認識用戶的代碼的。

    那么這時候java團隊使用了一個不太優雅的設計:線程上下文類加載器。這個類加載器可以通過Thread類的setContextClassLoader方法進行設置,如果創建線程時還未設置,它就從父線程繼承一個,如果在應用全局范圍內都沒有設置過的話,那這個類加載器默認就是應用程序類加載器。

利用這個線程上下文類加載器,jdni去加載需要的spi代碼,也就是父類請求子類的加載器去加載。

  1. 第三次的破壞是因為用戶對于程序的動態性追求,諸如:代碼熱替換,模塊熱部署。
    這時候就誕生了諸如jigsaw和osgi。對于現在的業界來講,osgi贏得了java模塊化的主導權,成為目前業界模塊化的標準。而Osgi模塊話的關鍵是他自己的類加載機制:每個程序模塊(bundle)都有自己的類加載器,需要更換程序(bundle)的時候,連同類加載器一起替換,以實現代碼的熱部署

osgi和雙親委派模式不同,他是一個基于網狀的互相組合依賴的加載。
Osgi的加載步驟是這樣的:

  1. 如果類或者資源是在包java.*中,那么交由父級類加載器代理完成,否則,搜索過程進入第二步。如果父類級類加載器加載失敗,那么查找過程結束,加載失敗。
  2. 如果類或者資源在啟動代理序列(org.osgi.framework.bootdelegation)中定義,那么交由父級代理完成,此時的父級代理有啟動參數org.osgi.framework.bundle.parent指定,默認是引導類加載器(bootstrap class loader),如果找到了類或者資源,那么查找過程結束。
  3. 如果類或者資源所在的包是在Import-Package中指定的,或者是在此之前通過動態導入加載的了,那么將請求轉發到導出bundle的類加載器,否則搜索繼續進行下一步;如果該包在啟動參數org.osgi.framework.system.packages.extra中,則將請求轉發給osgi容器外部的類加載器(通常是系統類加載器)。如果將請求交由導出類加載器代理,而類或者資源又沒有找到,那么查找過程中止,同時請求失敗。
  4. 如果包中類或者和資源所在的包由其他bundle通過是使用Require-Bundle從一個或多個其他bundle進行導入的了,那么請求交由其他那些bundle的類加載器完成,按照根據在bundle的manifest中指定的順序進行查找進行查找。如果沒有找到類或者資源,搜索繼續進行。
  5. 使用bundle本身的內部bundle類路徑查找完畢之后,。如果類或者資源還沒有找到,搜索繼續到下一步。
  6. 查找每一個附加的fragment的內部類路徑,fragment的查找根據bundle ID順序升序查找。如果沒有找到類或者資源的,查找過程繼續下一步。
  7. 如果包中類或者資源所在的包由bundle導出,或者包由bundle導入(使用Import-Package或者Require-Bundle),查找結束,即類或者資源沒有找到。
  8. 否則,如果類或者資源所在的包是通過使用DynamicImport-Package進行導入,那么試圖進行包的動態導入。導出者exporter必須符合包約束。如果找到了合適的導出者exporter,然后建立連接,以后的包導入就可以通過步驟三進行。如果連接建立失敗,那么請求失敗。
  9. 如果動態導入建立了,請求交由導出bundle的類加載器代理。如果代理查找失敗,那么查找過程中止,請求失敗
最后編輯于
?著作權歸作者所有,轉載或內容合作請聯系作者
平臺聲明:文章內容(如有圖片或視頻亦包括在內)由作者上傳并發布,文章內容僅代表作者本人觀點,簡書系信息發布平臺,僅提供信息存儲服務。
  • 序言:七十年代末,一起剝皮案震驚了整個濱河市,隨后出現的幾起案子,更是在濱河造成了極大的恐慌,老刑警劉巖,帶你破解...
    沈念sama閱讀 229,732評論 6 539
  • 序言:濱河連續發生了三起死亡事件,死亡現場離奇詭異,居然都是意外死亡,警方通過查閱死者的電腦和手機,發現死者居然都...
    沈念sama閱讀 99,214評論 3 426
  • 文/潘曉璐 我一進店門,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來,“玉大人,你說我怎么就攤上這事。” “怎么了?”我有些...
    開封第一講書人閱讀 177,781評論 0 382
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵,是天一觀的道長。 經常有香客問我,道長,這世上最難降的妖魔是什么? 我笑而不...
    開封第一講書人閱讀 63,588評論 1 316
  • 正文 為了忘掉前任,我火速辦了婚禮,結果婚禮上,老公的妹妹穿的比我還像新娘。我一直安慰自己,他們只是感情好,可當我...
    茶點故事閱讀 72,315評論 6 410
  • 文/花漫 我一把揭開白布。 她就那樣靜靜地躺著,像睡著了一般。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪。 梳的紋絲不亂的頭發上,一...
    開封第一講書人閱讀 55,699評論 1 327
  • 那天,我揣著相機與錄音,去河邊找鬼。 笑死,一個胖子當著我的面吹牛,可吹牛的內容都是我干的。 我是一名探鬼主播,決...
    沈念sama閱讀 43,698評論 3 446
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開眼,長吁一口氣:“原來是場噩夢啊……” “哼!你這毒婦竟也來了?” 一聲冷哼從身側響起,我...
    開封第一講書人閱讀 42,882評論 0 289
  • 序言:老撾萬榮一對情侶失蹤,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎,沒想到半個月后,有當地人在樹林里發現了一具尸體,經...
    沈念sama閱讀 49,441評論 1 335
  • 正文 獨居荒郊野嶺守林人離奇死亡,尸身上長有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內容為張勛視角 年9月15日...
    茶點故事閱讀 41,189評論 3 356
  • 正文 我和宋清朗相戀三年,在試婚紗的時候發現自己被綠了。 大學時的朋友給我發了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片。...
    茶點故事閱讀 43,388評論 1 372
  • 序言:一個原本活蹦亂跳的男人離奇死亡,死狀恐怖,靈堂內的尸體忽然破棺而出,到底是詐尸還是另有隱情,我是刑警寧澤,帶...
    沈念sama閱讀 38,933評論 5 363
  • 正文 年R本政府宣布,位于F島的核電站,受9級特大地震影響,放射性物質發生泄漏。R本人自食惡果不足惜,卻給世界環境...
    茶點故事閱讀 44,613評論 3 348
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望。 院中可真熱鬧,春花似錦、人聲如沸。這莊子的主人今日做“春日...
    開封第一講書人閱讀 35,023評論 0 28
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽。三九已至,卻和暖如春,著一層夾襖步出監牢的瞬間,已是汗流浹背。 一陣腳步聲響...
    開封第一講書人閱讀 36,310評論 1 293
  • 我被黑心中介騙來泰國打工, 沒想到剛下飛機就差點兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道東北人。 一個月前我還...
    沈念sama閱讀 52,112評論 3 398
  • 正文 我出身青樓,卻偏偏與公主長得像,于是被迫代替她去往敵國和親。 傳聞我的和親對象是個殘疾皇子,可洞房花燭夜當晚...
    茶點故事閱讀 48,334評論 2 377

推薦閱讀更多精彩內容