Java類載入機制的深入研究，java機制深入研究

Java類載入機制的深入研究，java機制深入研究
類載入機制

類載入是Java程式啟動並執行首要步驟，研究類的載入有助於瞭解JVM執行過程，並指導開發人員採取更有效措施配合程式執行，同時讓程式能動態控制類載入，比如熱部署等，提高程式的靈活性和適應性。

類載入過程

Java程式啟動並執行場所是記憶體。
當在命令列執行java HelloWorld的時候，JVM會將HelloWorld.class載入到記憶體中，形成一個class對象：HelloWorld.class，具體過程如下：
1.找到jre目錄，找到jvm.dll檔案，並且初始化JVM
2.產生一個Bootstrap Loader（引導程式，輕量級的應用程式，它定義了應用程式之間想要共用的類）
3.Bootstrap Loader自動載入Extended Loader（標準擴充類載入器），並將其父Loader設為Bootstrap Loader
4.Bootstrap Loader自動載入AppClass Loader（系統類別載入器），並將其父Loader設為Extended Loader。
5.最後由AppClass Loader載入HelloWorld類
Bootstrap Loader——>Extended Loader——>AppClass Loader
以上就是類載入的最一般的過程。

類載入器各自搜尋的目錄

1、Bootstrap Loader（啟動類載入器）：載入System.getProperty(“sun.boot.class.path”)所指定的路徑或jar。

2、Extended Loader（標準擴充類載入器ExtClassLoader）：載入System.getProperty(“java.ext.dirs”)所指定的路徑或jar。在使用Java運行程式時，也可以指定其搜尋路徑，例如：java -Djava.ext.dirs=d:\projects\testproj\classes HelloWorld

3、AppClass Loader（系統類別載入器AppClassLoader）：載入System.getProperty(“java.class.path”)所指定的路徑或jar。在使用Java運行程式時，也可以加上-cp來覆蓋原有的Classpath設定，例如： java -cp ./lavasoft/classes HelloWorld

ExtClassLoader和AppClassLoader在JVM啟動後，會在JVM中儲存一份，並且在程式運行中無法改變其搜尋路徑。如果想在運行時從其他搜尋路徑載入類，就要產生新的類載入器。

類載入器的特點

1、運行一個程式時，總是由AppClass Loader（系統類別載入器）開始載入指定的類。
2、在載入類時，每個類載入器會將載入任務上交給其父，如果其父找不到，再由自己去載入。
3、Bootstrap Loader（啟動類載入器）是最頂級的類載入器了，其父載入器為null.

類載入器的擷取

看下面例子

public class HelloWorldClass {    public static void main(String[] args) {        HelloWorldClass hello = new HelloWorldClass();        Class c= hello.getClass();        ClassLoader loader = c.getClassLoader();        System.out.println("loader:"+loader);        System.out.println("loader.getParent():"+loader.getParent());        System.out.println("loader.getParent().getParent():"+loader.getParent().getParent());    }}

運行結果：

loader:sun.misc.Launcher$AppClassLoader@47415dbfloader.getParent():sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@1471cb25loader.getParent().getParent():null

從上面的結果可以看出，並沒有擷取到ExtClassLoader的父Loader，原因是Bootstrap Loader（啟動類載入器）是用C語言實現的，找不到一個確定的返回父Loader的方式，於是就返回null。

類的載入

類載入有三種方式：
1、命令列啟動應用時候由JVM初始化載入
2、通過Class.forName()方法動態載入
3、通過ClassLoader.loadClass()方法動態載入
三種方式區別比較大，看個例子就明白了：

public class HelloWorld {         public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {                 ClassLoader loader = HelloWorld.class.getClassLoader();                 System.out.println(loader);                 //使用ClassLoader.loadClass()來載入類，不會執行初始化塊                 loader.loadClass("Test2");                 //使用Class.forName()來載入類，預設會執行初始化塊 //                Class.forName("Test2");                 //使用Class.forName()來載入類，並指定ClassLoader，初始化時不執行靜態塊 //                Class.forName("Test2", false, loader);         } }public class Test2 {         static {                 System.out.println("靜態初始化塊執行了！");         } }

分別切換載入方式，會有不同的輸出結果。

自訂ClassLoader

為了說明問題，先看例子：

package test; import java.net.MalformedURLException; import java.net.URL; import java.net.URLClassLoader; /** * 自訂ClassLoader * * */ public class MyClassLoader {    public static void main(String[] args) throws MalformedURLException,            ClassNotFoundException, IllegalAccessException,            InstantiationException {        URL url = new URL(                "file:/E:\\projects\\testScanner\\out\\production\\testScanner");        ClassLoader myloader = new URLClassLoader(new URL[] { url });        Class c = myloader.loadClass("test.Test3");        System.out.println("----------");        Test3 t3 = (Test3) c.newInstance();    }}public class Test3 {    static {        System.out.println("Test3的靜態初始化塊執行了！");    }}

運行後：

Test3的靜態初始化塊執行了！

Process finished with exit code 0

可以看出自訂了ClassLoader myloader = new URLClassLoader(new URL[]{url});已經成功將類Test3載入到記憶體了，並通過預設構造方法構造了對象Test3 t3 = (Test3) c.newInstance();

有關ClassLoader還有很重要一點：
同一個ClassLoader載入的類檔案，只有一個Class執行個體。但是，如果同一個類檔案被不同的ClassLoader載入，則會有兩份不同的ClassLoader執行個體（前提是著兩個類載入器不能用相同的父類載入器）。

引用：
1.love_Javc_you的專欄：深入研究Java類載入機制
2.sysu_2010的專欄：BootStrap Loader

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