类加载器
Java语言系统中支持以下4种类加载器:
- Bootstrap ClassLoader 启动类加载器,主要负责加载Java核心类库,%JRE_HOME%\lib下的rt.jar、resources.jar、charsets.jar和class等;
- Extension ClassLoader 标准扩展类加载器,主要负责加载目录%JRE_HOME%\lib\ext目录下的jar包和class文件;
- Application ClassLoader 应用类加载器,主要负责加载当前应用的classpath下的所有类;
- User ClassLoader 用户自定义类加载器,用户自定义的类加载器,可加载指定路径的class文件;
双亲委派
类加载器采用了双亲委派模式,其工作原理是,如果一个类加载器收到了类加载请求,它并不会自己先去加载,而是把这个请求委托给父类的加载器去执行,如果父类加载器还存在其父类加载器,则进一步向上委托,依次递归,请求最终将到达顶层的启动类加载器,如果父类加载器可以完成类加载任务,就成功返回,倘若父类加载器无法完成此加载任务,子加载器才会尝试自己去加载,这就是双亲委派模式。
双亲委派模式的好处是什么?
- Java 类随着它的类加载器一起具备了一种带有优先级的层次关系,通过这种层次关系可以避免类的重复加载,当父类加载器已经加载过一次时,没有必要子类再去加载一次。
- 考虑到安全因素,Java 核心 Api 类不会被随意替换,核心类永远是被上层的类加载器加载。如果我们自己定义了一个 java.lang.String 类,它会优先委派给 BootStrapClassLoader 去加载,加载完了就直接返回了。
如果我们定义了一个 java.lang.ExtString,能被加载吗?答案也是不能的,因为 java.lang 包是有权限控制的,自定义了这个包,会报一个错如下:
java.lang.SecurityException: Prohibited package name: java.lang
源码分析
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException
{
synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
// 首先,检查这个类是否已经被加载了,最终实现是一个 native 本地实现
Class<?> c = findLoadedClass(name);
// 如果还没有被加载,则开始加载
if (c == null) {
long t0 = System.nanoTime();
try {
// 首先如果父加载器不为空,则使用父类加载器加载。Launcher 类里提到的 parent 就在这里使用的。
if (parent != null) {
c = parent.loadClass(name, false);
} else {
// 如果父加载器为空(比如 ExtClassLoader),就使用 BootStrapClassloader 来加载
c = findBootstrapClassOrNull(name);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
}
// 如果还没有找到,则使用 findClass 类来加载。也就是说如果我们自定义类加载器,就重写这个方法
if (c == null) {
long t1 = System.nanoTime();
c = findClass(name);
sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
}
}
if (resolve) {
resolveClass(c);
}
return c;
}
}
如何主动破坏双亲委派机制
双亲委派过程都是在loadClass方法中实现的,那么想要破坏这种机制,那么就自定义一个类加载器,重写其中的loadClass方法,使其不进行双亲委派即可。
loadClass()、findClass()、defineClass()区别
ClassLoader中和类加载有关的方法有很多,前面提到了loadClass,除此之外,还有findClass
和defineClass
等,那么这几个方法有什么区别呢?
- loadClass()
- 就是主要进行类加载的方法,默认的双亲委派机制就实现在这个方法中
- findClass()
- 根据名称或位置加载.class字节码
- definclass()
- 把字节码转化为Class
这里面需要展开讲一下loadClass和findClass,我们前面说过,当我们想要自定义一个类加载器的时候,并且像破坏双亲委派原则时,我们会重写loadClass方法。
自定义类加载器,并遵循双亲委派
如果你想定义一个自己的类加载器,并且要遵守双亲委派模型,那么可以继承ClassLoader,并且在findClass
中实现你自己的加载逻辑即可。