最近在學(xué)習(xí) Tomcat 架構(gòu)，其中很重要的一個(gè)模塊是類加載器，因?yàn)橐郧皩W(xué)習(xí)的不夠深入，所以趁這個(gè)機(jī)會(huì)好好把類加載機(jī)制搞明白。

概述

類加載器主要分為兩類，一類是 JDK 默認(rèn)提供的，一類是用戶自定義的。 JDK 默認(rèn)提供三種類加載器：

1. Bootstrap ClassLoader?啟動(dòng)類加載器：每次執(zhí)行?java?命令時(shí)都會(huì)使用該加載器為虛擬機(jī)加載核心類。該加載器是由?native code?實(shí)現(xiàn)，而不是 Java 代碼，加載類的路徑為?<JAVA_HOME>/jre/lib。特別的?<JAVA_HOME>/jre/lib/rt.jar?中包含了?sun.misc.Launcher?類， 而?sun.misc.Launcher$ExtClassLoader?和?sun.misc.Launcher$AppClassLoader?都是?sun.misc.Launcher?的內(nèi)部類，所以拓展類加載器和系統(tǒng)類加載器都是由啟動(dòng)類加載器加載的。
2. Extension ClassLoader, 拓展類加載器：用于加載拓展庫(kù)中的類。拓展庫(kù)路徑為?<JAVA_HOME>/jre/lib/ext/。實(shí)現(xiàn)類為?sun.misc.Launcher$ExtClassLoader
3. System ClassLoader?系統(tǒng)類加載器：用于加載 CLASSPATH 中的類。實(shí)現(xiàn)類為?sun.misc.Launcher$AppClassLoader

用戶自定義的類加載器

1. Custom ClassLoader, 一般都是?java.lang.ClassLoder?的子類

正統(tǒng)的類加載機(jī)制是基于雙親委派的，也就是當(dāng)調(diào)用類加載器加載類時(shí)，首先將加載任務(wù)委派給雙親，若雙親無(wú)法加載成功時(shí)，自己才進(jìn)行類加載。

在實(shí)例化一個(gè)新的類加載器時(shí)，我們可以為其指定一個(gè)?parent，即雙親，若未顯式指定，則?System ClassLoader?就作為默認(rèn)雙親。

具體的說(shuō)，類加載任務(wù)是由?ClassLoader?的?loadClass()?方法來(lái)執(zhí)行的，他會(huì)按照以下順序加載類：

1. 通過(guò)?findLoadedClass()?看該類是否已經(jīng)被加載。該方法為 native code 實(shí)現(xiàn)，若已加載則返回。
2. 若未加載則委派給雙親，parent.loadClass()，若成功則返回。
3. 若未成功，則調(diào)用?findClass()?方法加載類。java.lang.ClassLoader?中該方法只是簡(jiǎn)單的拋出一個(gè)?ClassNotFoundException?所以，自定義的 ClassLoader 都需要 Override?findClass()?方法。

類加載API

java.lang.ClassLoader

• ClassLoader?是一個(gè)抽象類。
• 待加載的類必須用?The Java? Language Specification?定義的全類名，全類名的定義請(qǐng)查閱?The Form of a Binary。
• 給定一個(gè)全類名，類加載器應(yīng)該去定位該類所在的位置。通用的策略是將全類名轉(zhuǎn)換為類文件路徑，然后通過(guò)類文件路徑在文件系統(tǒng)中定位。
• 每一個(gè)加載到內(nèi)存的類都由一個(gè) Class 對(duì)象來(lái)表示，每一個(gè) Class 對(duì)象都有一個(gè)指向加載該類的類加載器的引用。但是數(shù)組的 Class 對(duì)象是由 Java 運(yùn)行時(shí)環(huán)境創(chuàng)建的，通過(guò)?Class.getClassLoader()?方法返回的是數(shù)組元素的類加載器，若數(shù)組元素是基本類型，則返回?null，若類是由?Bootstrap ClassLoader?加載的話也是返回?null。

  public class Main {
      public static void main(String[] args) {
          // Object 類在 <java_home>/jre/lib/rt.jar 中，
          // 由 Bootstrap ClassLoader 加載，由于該類加載器是由 native code 編寫
          // 所以輸出為 null
          Object[] objects = new Object[5];
          System.out.println();
          System.out.println(objects.getClass().getClassLoader());
  
          // ZipFileAttributes 類在 <java_home>/jre/lib/ext/zipfs.jar 中，
          // 由 Extension ClassLoader 加載，
          // 輸出為  sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@4b67cf4d
          ZipFileAttributes[] attributes = new ZipFileAttributes[5];
          System.out.println();
          System.out.println(attributes.getClass().getClassLoader());
  
          // Main 類是自定義的類，
          // 默認(rèn)由 System ClassLoader 加載，
          // 輸出為 sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
          Main[] array = new Main[5];
          array[0] = new Main();
          System.out.println();
          System.out.println(array.getClass().getClassLoader());
      }
  }

• ClassLoader?默認(rèn)支持并行加載，但是其子類必須調(diào)用?ClassLoader.registerAsParallelCapable()?來(lái)啟用并行加載
• 一般來(lái)說(shuō),JVM 從本地文件系統(tǒng)加載類的行為是與平臺(tái)有關(guān)的。
• defineClass()?方法可以將字節(jié)流轉(zhuǎn)換成一個(gè)?Class?對(duì)象。然后調(diào)用?Class.newInstance()?來(lái)創(chuàng)建類的實(shí)例

java.security.SecureClassLoader

增加了一層權(quán)限驗(yàn)證，因?yàn)殛P(guān)注點(diǎn)不在安全，所以暫不討論。

java.net.URLClassLoader

該類加載器用來(lái)加載 URL 指定的 JAR 文件或目錄中的類和資源，以?/?結(jié)尾的 URL 認(rèn)為是目錄，否則認(rèn)為是 JAR 文件。

// 嘗試通過(guò) URLClassLoader 來(lái)加載桌面下的 Test 類。
public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        try {
            URL[] urls = new URL[1];
            URLStreamHandler streamHandler = null;
            File classPath = new File("/home/chen/Desktop/");
            String repository = (new URL("file", null,
                    classPath.getCanonicalPath() + File.separator))
                    .toString();
            urls[0] = new URL(null, repository, streamHandler);

            ClassLoader loader = new URLClassLoader(urls);

            Class testClass = loader.loadClass("Test");

            // output:  java.net.URLClassLoader@7f31245a
            System.out.println(testClass.getClassLoader());
        } catch (MalformedURLException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

標(biāo)簽： ssl 安全 代碼 服務(wù)器 腳本 權(quán)限 應(yīng)用服務(wù)器

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