【轉】JVM載入class檔案的原理機制
1.Java中的所有類,必須被裝載到jvm中才能執行,這個裝載工作是由jvm中的類裝載器完成的,
類裝載器所做的工作實質是把類檔案從硬碟讀取到記憶體中
2.java中的類大致分為三種:
1.系統類
2.擴充套件類
3.由程式設計師自定義的類
3.類裝載方式,有兩種
1.隱式裝載, 程式在執行過程中當碰到通過new 等方式生成物件時,隱式呼叫類裝載器載入對應的類到jvm中,
2.顯式裝載, 通過class.forname()等方法,顯式載入需要的類
隱式載入與顯式載入的區別:
兩者本質是一樣?,
?
4.類載入的動態性體現
一個應用程式總是由n多個類組成,Java程式啟動時,並不是一次把所有的類全部載入後再
執行,它總是先把保證程式執行的基礎類一次性載入到jvm中,其它類等到jvm用到的時候再載入,這樣的好處是節省了記憶體的開銷,因為java最早就是為嵌入式系統而設計的,記憶體寶貴,這是一種可以理解的機制,而用到時再載入這也是java動態性的一種體現
5.java類裝載器
Java中的類裝載器實質上也是類,功能是把類載入jvm中,值得注意的是jvm的類裝載器並不是一個,而是三個,層次結構如下:
Bootstrap Loader - 負責載入系統類
|
- - ExtClassLoader - 負責載入擴充套件類
|
- - AppClassLoader - 負責載入應用類
為什麼要有三個類載入器,一方面是分工,各自負責各自的區塊,另一方面為了實現委託模型,下面會談到該模型
6. 類載入器之間是如何協調工作的
前面說了,java中有三個類載入器,問題就來了,碰到一個類需要載入時,它們之間是如何協調工作的,即java是如何區分一個類該由哪個類載入器來完成呢。
在這裡java採用了委託模型機制,這個機制簡單來講,就是“類裝載器有載入類的需求時,會先請示其Parent使用其搜尋路徑幫忙載入,如果Parent 找不到,那麼才由自己依照自己的搜尋路徑搜尋類”,注意喔,這句話具有遞迴性
下面舉一個例子來說明,為了更好的理解,先弄清楚幾行程式碼:
Public class Test{
Public static void main(String[] arg){
ClassLoader c = Test.class.getClassLoader(); //獲取Test類的類載入器
System.out.println(c);
ClassLoader c1 = c.getParent(); //獲取c這個類載入器的父類載入器
System.out.println(c1);
ClassLoader c2 = c1.getParent();//獲取c1這個類載入器的父類載入器
System.out.println(c2);
}
}
把以上程式碼存到d:\my 資料夾下,直接編譯,然後在dos模式下執行
D:\my\java Test
。。。AppClassLoader。。。
。。。ExtClassLoader。。。
Null
D:\my
注: 。。。表示省略了內容
可以看出Test是由AppClassLoader載入器載入的
AppClassLoader的Parent 載入器是 ExtClassLoader
但是ExtClassLoader的Parent為 null 是怎麼回事呵,朋友們留意的話,前面有提到Bootstrap Loader是用C++語言寫的,依java的觀點來看,邏輯上並不存在Bootstrap Loader的類實體,所以在java程式程式碼裡試圖打印出其內容時,我們就會看到輸出為null
【注:以下內容大部分引用java深度歷險】
弄明白了上面的示例,接下來直接進入類裝載的委託模型例項,寫兩個檔案,如下:
檔案:Test1.java
Public class Test1{
Public static void main(String[] arg){
System.out.println(Test1.class.getClassLoader());
Test2 t2 = new Test2();
T2.print();
}
}
檔案: Test2.java
Public class Test2{
Public void prin(){
System.out.println(this.getClass().getClassLoader());
}
}
這兩個類的作用就是打印出載入它們的類裝載器是誰, 將這兩個檔案儲存到d:\my目錄下,編譯後,我們在複製兩份,分別置於 <JRE所在目錄>\classes下(注意,剛開始我們的系統下沒有此目錄,需自己建立) 與 <JRE所在目錄>\lib\ext\classes下(同樣注意,開始我們的系統下也沒此目錄,手工建立), 然後切換到d:\my目錄下開始測試,
測試一:
<JRE所在目錄>\classes下
Test1.class
Test2.class
<JRE所在目錄>\lib\ext\classes下
Test1.class
Test2.class
D:\my下
Test1.class
Test2.class
dos下輸入執行命令,結果如下:
D:\my>java Test1
Null
Null
D:\my>
從輸出結果我們可以看出,當AppClassLoader要載入Test1.class時,先請其Parent,也就是ExtClassLoader來載入,而ExtclassLoader又請求其Parent,即Bootstrap Loader來載入Test1.class. 由於 <JRE所在目錄>\Classes目錄為Bootstrap Loader的搜尋路徑之一,所以Bootstrap Loader找到了Test1.class,因此將它載入,接著在Test1.class之內有載入Test2.class的需求,由於 Test1.class是由Bootstrap Loader所載入,所以Test2.class內定是由Bootstrap Loader根據其搜尋路徑來找,因Test2.class也位於Bootstrap Loader可以找到的路徑下,所以也被載入了,最後我們看到Test1.class與Test2.class都是由Bootstrap Loader(null)載入。
測試二:
<JRE所在目錄>\classes下
Test1.class
<JRE所在目錄>\lib\ext\classes下
Test1.class
Test2.class
D:\my下
Test1.class
Test2.class
dos下輸入執行命令,結果如下:
D:\my>java Test1
Null
Exception in thread “main” java.lang.NoClassdefFoundError:Test2 at Test1.main。。。
D:\my>
從輸出結果我們可以看出,當AppClassLoader要載入Test1.class時,先請其Parent,也就是ExtClassLoader來載入,而ExtclassLoader又請求其Parent,即Bootstrap Loader來載入Test1.class. 由於 <JRE所在目錄>\Classes目錄為Bootstrap Loader的搜尋路徑之一,所以Bootstrap Loader找到了Test1.class,因此將它載入,接著在Test1.class之內有載入Test2.class的需求,由於 Test1.class是由Bootstrap Loader所載入,所以Test2.class內定是由Bootstrap Loader根據其搜尋路徑來找,但是因為Bootstrap Loader根本找不到Test2.class(被我們刪除了),而Bootstrap Loader又沒有Parent,所以無法載入Test2.class.最後我們看到Test1.class是由Bootstrap Loader(null)載入,而Test2.class則無法載入
測試三
<JRE所在目錄>\classes下
Test2.class
<JRE所在目錄>\lib\ext\classes下
Test1.class
Test2.class
D:\my下
Test1.class
Test2.class
dos下輸入執行命令,結果如下:
D:\my>java Test1
。。。ExtClassLoader。。。
Null
D:\my>
從輸出結果我們可以看出,當AppClassLoader要載入Test1.class時,先請其Parent,也就是ExtClassLoader來載入,而ExtclassLoader又請求其Parent,即Bootstrap Loader來載入Test1.class.但是Bootstrap Loader無法在其搜尋路徑下找到Test1.class(被我們刪掉了),所以ExtClassLoader只得自己搜尋,因此 ExtClassLoader在其搜尋路徑 <JRE所在目錄>\lib\ext\classes下找到了Test1.class,因此將它載入,接著在Test1.class之內有載入Test2.class的需求,由於Test1.class是由ExtClassLoader所載入,所以Test2.class內定是由 ExtClassLoader根據其搜尋路徑來找,但是因為ExtClassLoader有Parent,所以先由Bootstrap Loader幫忙尋找,Test2.class位於Bootstrap Loader可以找到的路徑下,所以被Bootstrap Loader載入了.最後我們看到Test1.class是由ExtClassLoader載入,而Test2.class則是由Bootstrap Loader(null)載入
瞭解了以上規則,請朋友們自行分析以下場景的執行結果
測試四:
<JRE所在目錄>\classes下
<JRE所在目錄>\lib\ext\classes下
Test1.class
Test2.class
D:\my下
Test1.class
Test2.class
測試五:
<JRE所在目錄>\classes下
<JRE所在目錄>\lib\ext\classes下
Test1.class
D:\my下
Test1.class
Test2.class
測試六:
<JRE所在目錄>\classes下
<JRE所在目錄>\lib\ext\classes下
Test2.class
D:\my下
Test1.class
Test2.class
測試七:
<JRE所在目錄>\classes下
<JRE所在目錄>\lib\ext\classes下
D:\my下
Test1.class
Test2.class
以上理解,錯漏之處請朋友們及時指出,以免怠誤大家
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