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1_JVM类加载机制

2022-10-07 13:48:55   0  举报

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JVM类加载机制脑图

JVM

作者其他创作

大纲/内容

JVM类加载过程

类运行过程

MyMath类运行过程如图所示。当执行java MyMath时，java.exe回调用底层jvm.dll创建Java虚拟机和引导类加载器实例，然后调用java代码创建JVM启动器实例，该实例中会创建扩展类加载器和应用类加载器。然后启动器实例获取应用类加载器实例使用loadClass加载类，加载完成后，找到main方法入口，C++会发起调用,main方法执行完后，JVM销毁。其中loadClass过程（将类加载进虚拟机）和JVM的类加载器是需要重点了解。

类加载过程

JVM一般是懒加载的，即当程序真正去使用一个类时，类加载器加载该类到虚拟机中，而不是一启动就将路径下所有的类都加载进来，所以在程序运行过程中，loadClass会经常被调用去加载class文件进入虚拟机，下面来看下loadClass里面具体都做了什么

loadClass()过程

loadClass中采用了双亲委派机制，最终使用findClass加载类，类完整的加载过程需要经过加载、验证、准备、解析、初始化、使用、卸载七个阶段，前五个阶段并非是前一个阶段执行完成，才能执行后一个阶段，中间可能是交织进行的。

加载：将class文本文件转化为二进制字节流，加载进JVM中，加载过程中会生成一个Class对象，作为这个类各种数据的访问入口
真正加载之前涉及双亲委派机制，决定使用哪个类加载器加载该类

验证：验证字节流是否符合JVM虚拟机规范

准备：为类中定义的静态变量分配内存和赋初始值，final变量直接赋值

解析：将类中常量池内的符号引用替换为直接引用，javap -v MyMath.class

初始化：给静态变量赋值，并执行静态代码块。（实例变量内存分配和赋初值，使用到的时候，现在仅仅是加载类）

类加载器

类加载需要依赖类加载器来完成，JVM启动时，会产生三个类加载器，分别是引导类加载器、扩展类加载器、应用类加载器。其中扩展类加载器、应用类加载器，是在getLauncher()时候创建的，且将其父类加载器关系构造好。
JVM基于安全考虑（防止核心类库被随意修改、防止重复加载），设计出三种类加载器分别加载不同的类库，要实现这三个类加载器分别加载自己的类库，就有了双亲委派机制。

引导类加载器

加载/JAVA_HOME/lib目录下的类库

扩展类加载器

加载/JAVA_HOME/lib/ext目录下类库

应用类加载器

加载用户类路径下类库

双亲委派机制

当使用应用类加载器loadClass加载类时，首先判断当前类是否已经被加载，有则直接返回；没有则调用父类加载器（非父类）加载，一直到引导类加载器，若引导类加载器未找到类且加载该类失败，则调用扩展类加载器的findClass完成类加载，如果加载不到则继续调用子类加载器findClass完成类加载如果还加载不到就报错。

双亲委派机制

全盘负责委托机制

当一个类加载器装加载一个类时，除非显式的使用另一个类加载器，否则该类依赖和引用的其他类也由这个加载器加载

自定义类加载器

为什么有了以上三个类加载器，我们还需要自定义类加载器呢？
需要加载的jar不在类路径下，可能咋在网络上或者其他地方
代码加密
一个tomcat启多个应用，每个应用依赖同一个jar包的不同版本

1、继承ClassLoader
2、重写findClass()

打破双亲委派机制

为什么要打破双亲委派机制

一个tomcat启多个应用，每个应用依赖同一个jar包的不同版本，如果不打破双亲委派的话，一个java类只允许加载一次，应用无法正常启动
JDBC

如何打破双亲委派机制

打破双亲委派：只要加载的类不是按照应用->扩展类->启动类，就算是打破了

1、继承ClassLoader
2、重写loadClass

Tomcat打破双亲委派机制

tomcat给每个web应用创建一个类加载实例WebAppClassLoader，这个类中重写了loadClass方法，让其先加载当前应用目录下的类，如果找不到才向上委托。对于多个WEB可以共用的类，就可以放在同一目录下，让SharedClassLoader去加载。
Jsp热加载：Jsp类加载器，每个JSP文件就有一个类加载器，有一个线程，监听文件修改，然后清空当前类加载器，赋值新的classLoader
JDK7之后Common、Catalina和shared合并成了一个，都使用同一个类加载器加载

模拟tomcat打破双亲委派机制

算法题

爬楼梯

超时：f(n) = f(n-1) + f(n-2)

优化：使用变量记录f(n-1)和f(n-2)的结果