JAVA及类加载器及工作原理

1、JAVA及类加载器及工作原理类加载器的工作原理Java 类加载器的作用就是在运行时加载类。Java 类加载器基于三个机制：委托、可见性和 单一 性。委托机制是指将加载一个类的请求交给 父类加载 器，如果这个父类加载器不能够找到 或者加载这个类， 那么再加载它。可见性的原理 是子类的加载器可以看 见所有的父类加载器加 载的类，而父类加载器看不到 子类加载器加载 的类。单一性原理是指仅加载一个类 一次，这是 由委托机制确保子类加载器不会再次加载 父类 加载器加载过的类。正确理解类加载器能够帮你 解 决NoC1as sDefFoundError 和java, lang ? ClassNotFound

2、Exceptiom 因为它 们 和类的加载相关。类加载器通常也是比拟高级 的Java 面试中的重要考题， Java 类加载器和工 作原理 以及 classpath 如何运作的经常被问到。 Java 面试 题中也经常出现“一个类 是否能被两 个不同类加载 器加载这样的问题。这篇教程 中，我们将学到类加 载器是什么，它的工作原理 以及一些关于类加载器的 知识点。什么是类加载器类加载器是一个用来加载类文件的类。 Java 源 代码通过javac编译器编译成类文件。然后JVM来执 行类文件中的字节码来执行程序。类加 载器负责加载 文件系统、网络或其他来源的类 文件。有三种默认使 用的类加载器： Boo

3、tstrap 类加载器、 Extension 类 加 载 器 和 System 类 加 载 器 ( 或 者 叫 作 Application 类加载器)。每种 类加载器都有设定 好从哪里加载类。? Bootstrap 类加载器负责加载 rt. jar中的JDK类文件，它是所有类加载器的父加载器。 Bootstrap 类加载器没有任何父类加 载 器， 如果你调用St ring ? class ? get ClassLoader ()、会返回nul 任何基于此的代码会抛出 lN,U1IPointerException异常。 Bootstrap 加载器被称为初始类加载器。?而 Extension 将加

4、载类的请求先委托 给它的父加载器，也就是 Bootstrap, 如果 没有 成功加载的话，再从 jre/lib/ext 目录 下或者 java. ext. dirs 系统属性定义的目 录下加载 类。 Extension 加载器由 sun. misc ? Launcher$ExtClassLoader 实现。?第三种默认的加载器就是 System 类加 载 器(又叫作 Application 类加载器)了。 它负 责从 classpath 环境变量中加载某些应 用相关 的类， classpath 环境变量通常由 -classpath 或 -cp 命令行选项来定义，或者 是 JAR 中的 Mani

5、fest 的 classpath 属性。 Application 类加载器是 Extension 类加载 器的子加载器。 通过 sun. misc ? Launcher $ AppCl as sLoader 实现。除了 Bootstrap类加载器是大局部由C来写的, 其他的类加载器都是通过 java. lang. ClassLoader 来实现的。总结一下，下面是三种类加载器加载类文件 的地 方：1) Bootstrap 类加载器 - JRE/lib/rt. jar2) Extension 类加载器 - JRE/lib/ext 或 者 java. ext. dirs 指向的目录3) Appli

6、cation 类加载器-CLASSPAT环境变 量，由-classpath 或-cp选项定义，或者是JAR 中的Maidfest的classpath属性定义.类加载器的工作原理我之前已经提到过了，类加载器的工作原理基于三个机制：委托、可见性和单一性。这一节 ，我 们来详细看看这些规那么，并用一个实例来理解 工作原 理。下面显示的是类加载器使用委托机制 的工作原理。委托机制 当一个类加载和初始化的时候，类仅在有需要加载的时候被加载。假设你有一个应用需要的类叫作Abe. class,首先加载这个类的请求由Application类加载器委托给它的父类加载器Extension类加载器，然后再委托给 B

7、ootstrap 类 加载器。Bootstrap类加载器会先看看rt. jar 中 有没有这个类，因为并没有这个类，所以这个请求由回到 Extension类加载器，它会 查看jre/lib/ext目录下有没有这 个类，如果 这个类被Extension类加载器找到了，那么它将被加载， 而Application 类加载器不会加载这个类；而如果 这个类没有被Extension类加载器找到，那么再由 Application类加载器从classpath 中寻找。记住classpath 定义的是类文件的加载目录，而 PATH是定义的是可执行程 序如 javac, java等的执行路径。诃呛He Xim帖可

8、见性机制根据可见性机制， 子类加载器可以看到父类 加载 器加载的类，而反之那么不行。所以下面的例 子中，当 Abe. class 已经被 Application 类加载 器加载过 了 , 然后如果想要使用 Extension 类加 载器加载这个 类 ， 将 会 抛 出 java. lang. ClassNotFoundException 异常。Ipackage test;import java ? import java ? Logger;util, utillogging ? Level;? logging ?qHo w cV/*Javatoprogram demonstra/te Clas

9、sLoader works in Java, * in particular about visibility principle of ClassLoader ?* author Javin Paul*/public classClassLoaderTest sta public tic llmain (String args) try/printi ng classSystem. o ut? pri ntln ("ClassLoaderTes t? get Class () ? g etClassLoader ():"+ClassLoaderTest ? class g

10、etClassLoader()2Extension class loader1 /trying to explicitly load this class again usingClass ? forName("test. ClassLoaderTest", trueClassLoaderTest ? class ? getClassLoader () ? getParent()；ca/tch(ClassNotFoundException ex) Logger? g etLogger(C1assLoaderTest ? class ? getName() ).log (Le

11、vel. SEVERE, null, ex);输出:ClassLoaderTest ? getClass()getClassLoad1er ():2sun. misc? Launcher$AppClassLoader60lbb13 16/08/20212:43:48AM4 test. ClassLoaderTest main5 SEVERE: null6 java ? lang ? ClassNotFoundException: test.7 ClassLoaderTest 89 java ? net. URLClassLoader$l ?1 run(URLClassL oader ? jav

12、a:202)atat0java ? security. AccessController doPrivil eged(Native Method)at11java ? net. URLClassLoader ?2 findClass(URLCI assLoader ? java:190)at1sun. misc? Launcher$ExtClassLoader. findCl ass (Launcher ? java:229)单一性机制根据这个机制，父加载器加载过的类不能被子加载器加载第二次。虽然重写违反委托和单一性机制的类加 载器是可能的，但这样做并不可取。你写自己的类加载器的时候应该严格遵

13、守这三条机制。Java 提供了显式加载类的 API : Class ? forName (classname) 和 Class ? forName(classname, initialized, classloader) o 就像上面的例子中，你可以指定 类 加载器的名称以及要加载的类的名称。类的加 载是通 过调用 java. lang. ClassLoader 的 loadClass () 方法，而 loadClass() 方法那么调用 了 findClassO 方 法 来 定 位 相 应 类 的 字 节 码 。 在 这 个 例 子 中 Extension 类 加 载 器 使 用 了 jav

14、a. net. URLClassLoader, 它从 JAR 和目录中 进行査找类文 件，所有以 / 结尾的査找路径 被认为是目录。如 果 findClass0 没有找到那么 它会抛出 java. lang. ClassNotFoundException 异常，而如果找到的话那么 会调用 defineClassO 将字节码转化成类实例，然后 返回。什么地方使用类加载器类加载器是个很强大的概念，很多地方被运 用。 最经典的例子就是 AppletClassLoader, 它 被用来 加载 Applet 使用的类， 而 Applets 大部 分是在网上 使用，而非本地的操作系统使用。使 用不同的类加载器，你可以从不同的源地址加载同一个类，它们被视