二十三 类加载机制
2018-11-28 本文已影响0人
BeYearn
- 类的加载过程
- 加载(loading) 它是将字节码数据从不同的数据源读取到jvm中, 并映射为jvm认可的数据结构(Class对象). 这里的数据源可以是各种各样的形态,如jar文件,class文件甚至是网络数据源; 如果输入数据不是ClassFile的结构, 则会抛出ClassFormatError. 这个阶段是用户参与阶段, 我们可以自定义类加载器, 去实现自己的类加载过程
- 第二阶段 链接(Linking) 这是核心步骤, 即将原始的类定义信息平滑转入jvm运行的过程中.
a. 验证(Vertification) 虚拟机安全的重要保障, 需要核验字节信息是符合java虚拟机规范的,否则就VerfityError. 这样可防止恶意信息或不合规信息危害jvm运行.验证阶段有可能触发更多 class 的加载
b. 准备(Preparation) 创建类或接口中的静态变量, 并初始化静态变量的初始值(区别于下面显示初始化阶段, 侧重点在于分配所需要的内存空间)
c. 解析(Resolution) 在这一步会将常量池中的符号引用（symbolic reference）替换为直接引用。在[Java 虚拟机规范]中，详细介绍了类、接口、方法和字段等各个方面的解析。- 初始化阶段(Initialization) 这一步真正去执行类初始化的代码逻辑, 包括静态字段赋值, 执行类定义中的静态初始块内的逻辑(编译器在编译阶段就会把这部分逻辑整理好). 父类型的初始化逻辑优先于当前类型的逻辑.
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parent-delegation model 双亲委派模型 (哈哈哈 啃老模型)
如果一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把请求委托给父加载器去完成，依次向上，因此，所有的类加载请求最终都应该被传递到顶层的启动类加载器中，只有当父加载器在它的搜索范围中没有找到所需的类时，即无法完成该加载，子加载器才会尝试自己去加载该类。(避免重复加载java类型) -
三种内建的类加载器(java8以前)
- 启动类加载器(Bootstrap Class-Loader) 加载jre/lib下面的jar文件, 如rt.jar . 它是个超级公民，即使是在开启了 Security Manager 的时候，JDK 仍赋予了它加载的程序 AllPermission。
- 扩展类加载器(Extension/Ext Class-Loader) 负责加载我们放到 jre/lib/ext/ 目录下面的 jar 包，这就是所谓的 extension 机制。该目录也可以通过设置 “java.ext.dirs”来覆盖。
java -Djava.ext.dirs=your_ext_dir HelloWorld
- 应用类加载器(Application/App Class-Loader) 就是加载我们最熟悉的 classpath 的内容。这里有一个容易混淆的概念，系统（System）类加载器，通常来说，其默认就是 JDK 内建的应用类加载器，但是它同样是可能修改的，比如：
java -Djava.system.class.loader=com.yourcorp.YourClassLoader HelloWorld
如果我们指定了这个参数，JDK 内建的应用类加载器就会成为定制加载器的父亲，这种方式通常用在类似需要改变双亲委派模式的场景。
关系如下图:
图片.png
- 字节码是平台无关的抽象, 而不是机器码, 所以java需要加载和解释/编译, 这些都导致java启动变慢. 一些通用的办法, 降低类加载的开销:
- 第一篇中的AOT技术 , 但目前只是实验特性
- AppCDS(Application Class-Data Sharing) CDS 在 Java 5 中被引进，但仅限于 Bootstrap Class-loader，在 8u40 中实现了 AppCDS，支持其他的类加载器，在目前 2018 年初发布的 JDK 10 中已经开源。
基本原理: 首先，JVM 将类信息加载， 解析成为元数据，并根据是否需要修改，将其分类为 Read-Only 部分和 Read-Write 部分。然后，将这些元数据直接存储在文件系统中，作为所谓的 Shared Archive. 命令如下
Java -Xshare:dump -XX:+UseAppCDS -XX:SharedArchiveFile=<jsa> \
-XX:SharedClassListFile=<classlist> -XX:SharedArchiveConfigFile=<config_file>
然后在应用程序启动时，指定归档文件，并开启 AppCDS。
Java -Xshare:on -XX:+UseAppCDS -XX:SharedArchiveFile=<jsa> yourApp
(如果恰好大量使用了运行时动态类加载，它的帮助就有限了)
- java hell问题
当一个类或一个资源文件存在多个jar中，就会出现jar hell问题。
可以通过以下代码来诊断方案：
try {
ClassLoader classLoader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
String resourceName = "net/sf/cglib/proxy/MethodInterceptor.class";
Enumeration<URL> urls = classLoader.getResources(resourceName);
while(urls.hasMoreElements()){
System.out.println(urls.nextElement());
}
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
//输出结果：
//jar:file:/D:/workspace/Test/lib/cglib-3.2.4.jar!/net/sf/cglib/proxy/MethodInterceptor.class
