一个简单程序的类加载流程

Question

我刚刚开始学习Java的内部架构。我已经大致理解了类加载的概念，它在jvm运行时加载所需的类，当找不到类时抛出ClassNotFoundException并且特定的类加载器加载类引用的类。

有人可以在下面的示例Java代码中清楚地解释类加载的流程，即引导类加载和用户定义的类加载的顺序。

import java.io.File;
public class Sample
{
    public static void main(String[] args)
    {
        String fileName = "sample";
        File file = new File(fileName);
        file.isFile();
    }
} 

我还从参考资料中了解到“classloader维护其加载的类的名称空间”。通过名称空间，这是否意味着类的文字名称？还有人可以解释一下这个含义/优点吗？

Answer 1

您将按如下方式运行Sample课程

> java Sample

对于小魔术，查看-verbose:class选项的输出，您会看到大量的以下行...

[Opened C:\jdk1.6.0_14\jre\lib\rt.jar]
[Loaded java.lang.Object from C:\jdk1.6.0_14\jre\lib\rt.jar]
[Loaded java.io.Serializable from C:\jdk1.6.0_14\jre\lib\rt.jar]
[Loaded java.lang.Comparable from C:\jdk1.6.0_14\jre\lib\rt.jar]
.
.
.
.
.
.
[Loaded java.security.cert.Certificate from C:\jdk1.6.0_14\jre\lib\rt.jar]
[Loaded Sample from file:/D:/tmp/]
[Loaded java.lang.Shutdown from C:\jdk1.6.0_14\jre\lib\rt.jar]
[Loaded java.lang.Shutdown$Lock from C:\jdk1.6.0_14\jre\lib\rt.jar]

您会看到\jre\lib\rt.jar中的一堆类被加载，远在您的类由Bootstrap类加载器（或Primordial）加载之前。这些是运行任何由Bootstrap加载的Java程序的先决条件。

另一组jar由Extension类加载器加载。在这个特定的例子中，不需要lib \jre\lib\ext中的任何类，因此它没有被加载。但Extension类加载器专门分配了从扩展lib加载类的任务。

编辑：除了标准平台java类外，Sun / Oracle还提供了一组用于扩展平台核心API 的jar。放置在扩展lib文件夹中的jar自动放在类路径中，因此不需要显式地包含在类路径中。以下是同一主题的nice official article。

最后，在Bootstrap和Extension完成加载后，您的类Sample由Application类加载器加载。

Answer 2

Classloader hierarchy

每当启动新的JVM时，引导类加载器都负责将关键Java类（从java.lang包）和其他运行时类加载到内存中。引导类加载器是所有其他类加载器的父级。因此，它是唯一没有父母的人。

接下来是扩展类加载器。它将bootstrap类加载器作为父类，负责从.jar路径中保存的所有java.ext.dirs文件加载类 - 无论JVM的类路径如何，这些文件都可用。

开发人员的角度 中第三个也是最重要的类加载器是系统类路径类加载器，它是扩展类加载器的直接子代。它从CLASSPATH环境变量，java.class.path系统属性或-classpath命令行选项指定的目录和jar文件中加载类。

ClassLoader命名空间

在Java中，使用唯一标识的类 ClassLoader + Class因为同一个类可能由两个不同的类加载器加载。

Class A loaded by ClassLoader A != Class A loaded by ClassLoader B

  

它有什么用？

为不同的类加载器定义不同的保护和访问策略很有帮助。举一个使用不同类加载器加载的applet的例子，你不希望第三方应用程序访问你的资源。因此，对于安全性，维护不同的命名空间非常重要。

Answer 3

JVM在加载类的permgen区域维护一个运行时池。每当引用类时，默认类加载器都会在类路径中找到该类并将其加载到此池中。这不是特定于JDK中提供的用户定义的类或类。引用类时，它会被加载到内存中。

ClassLoader加载的类内部存储在ClassLoader实例

中

// The classes loaded by this class loader. The only purpose of this table
// is to keep the classes from being GC'ed until the loader is GC'ed.
private final Vector<Class<?>> classes = new Vector<>();

当需要将类添加到内存后，调用函数：

// Invoked by the VM to record every loaded class with this loader.
void addClass(Class c) {
    classes.addElement(c);
}

找到关于类加载器如何工作的有用图表。

Answer 4

Java虚拟机通过使用引导类加载器（§5.3.1）创建一个初始类来启动，该类以依赖于实现的方式指定。然后，Java虚拟机链接初始类，初始化它和在其中声明的静态实例变量，最后调用公共类方法void main（String []）。调用此方法会驱动所有进一步的执行。构成主方法的Java虚拟机指令的执行可以导致附加类和接口的链接（并因此创建），以及其他方法的调用。

阅读this链接

Answer 5

  

加载过程可以视为Classloader之间的交互   子系统和JVM的内存区域。

类加载器的工作原理分为三个步骤：1）加载2.）链接和3.）初始化。

  

Classloader子系统和它之间非常基本的交互   记忆区域在链接期间发生（除了其他交互！）

链接活动细分为i。）验证ii。）准备和iii。）解决。 验证：更多的是安全性，检查有效的编译。在步骤ii。）准备 - 分配静态变量存储器并分配默认值。 并在

  

iii。）解决：符号引用被替换为原始   参考来自＆＃34;方法区＆＃34;其中包含类级数据和   静态变量。

JVM Arch