JVM核心之类加载器

类加载器的作用

将class字节码加载到内存，并将这些静态数据转换成方法区中的运行时数据结构，同时在堆中生成一个该类的java.lang.Class对象，用于访问方法区中的运行时数据结构。

类缓存

一旦某个类被加载到类加载器，它将维持加载一段时间，这也就是类缓存。若没有缓存机制，同一个类每次主动引用时都需要重新加载，太消耗时间和资源。
*JVM垃圾回收器可以回收这些Class对象。

类加载器层次结构

• 启动类加载器：用来加载Java核心库（JAVA_HOME/jre/ext/rt.jar），用原生代码实现（C++），并不继承自java.lang.ClassLoader。
• 扩展类加载器：用来加载Java扩展库（JAVA_HOME/jre/ext/*.jar），用Java代码实现，继承自java.lang.ClassLoader。
• 应用程序类加载器：根据Java应用的类路径加载类，一般来说Java应用的类都是由它完成加载的，继承自java.lang.ClassLoader。
• 自定义类加载器：开发人员可以通过继承Java.lang.ClassLoader类的方式实现自己的类加载器，用于满足一些特殊的需求。

public class Demo01 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(ClassLoader.getSystemClassLoader());
System.out.println(ClassLoader.getSystemClassLoader().getParent());
System.out.println(ClassLoader.getSystemClassLoader().getParent().getParent());
}
}

输出：

sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2//当前为应用程序类加载器
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@7f31245a//其父加载器为扩展类加载器
null//启动类加载器无法获取

java.lang.ClassLoader类

作用：根据一个指定类的名称，找到或者生成对应的.class字节码，然后通过这些字节码定义一个java.lang.Class类的实例

除此以外，ClassLoader还负责加载Java应用所需要的资源，如图像文件和配置文件等。

相关方法：
getParent() 返回该类加载器的父类加载器（启动类加载器无父类加载器）
loadClass(String name) 加载指定名称的类，返回结果为java.lang.Class类的实例
findClass(String name) 查找指定名称的类，若未加载则会加载该类，返回结果为java.lang.Class类的实例
findLoadClass(String name) 查找指定名称的已经被加载过的类，返回结果为java.lang.Class类的实例
defineClass(String name,byte[] b,int off,int len) 把字节数组b中的内容转换为Java类，返回结果为java.lang.Class类的实例
resolveClass<Class<?> class> 链接指定的Java类

类加载器的代理模式

当我们调用一个类加载器去加载一个类，当前的类加载器会交给其他类加载器去进行加载

双亲委托机制

其核心在于父类加载器优先加载，举个例子：我们通过一个自定义类加载器A去加载一个类，A会交给其父类加载器ApplicationClassLoader，ApplicationClassLoader又再交给其ExtensionClassLoader，ExtensionClassLoader又交给BootStrapClassLoader。BootStrapClassLoader负责加载核心库，加载失败交给子类加载器；ExtensionClassLoader负责加载扩展库，加载失败交给子类加载器；最后可能由ApplicationClassLoader或A进行加载，若直到加载器A都加载失败的话，则报错。

这种机制的优点是：可以很安全的去加载相关的类，避免加载用户自己定义的java.lang.Object类。

例如我自己定义了一个java.lang.String类，调用类加载器加载时，优先交给BootStrapClassLoader，而在BootStrapClassLoader中检查到核心类库中存在已经加载好的String类，则不会再加载，一定程度上防止了危险代码的植入。

双亲委托机制是保证Java安全的核心机制，也是代理模式的一种
但并不是所有的类加载器都采用双亲委托机制，tomcat服务器类加载器也使用代理模式，不同的是它首先尝试去加载某个类，如果加载失败再代理给父类加载器。