带你搞懂【JVM类加载机制】

article/2025/9/22 3:01:31

文章目录

  • 一、是什么？
  • 二、 过程
    • 1.程序
    • 2. 类加载过程
    • 3.类加载器
    • 4.类加载器初始化过程
    • 5.双亲委派机制
      • 5.1加载过程
      • 5.2为什么要有这种双亲委派机制

一、是什么？

  不了解JVM加载过程，可能我们依旧能写好代码，但是了解JVM类加载过程，可以让我们能更加深入的了解底层运行过程，对于我们优化，以及代码逻辑的编写有很大的作用。今天小编带大家来领略一下JVM类加载机制；

二、 过程

1.程序

  首先，从一段简单成程序入手，去探索他的精髓；

package com.tt.jvm;
import com.entity.User;public class Math {public  int start() {int a = 8;int b = 9;int c = (a + b) * 30;return  c;}public static void main(String[] args) {Math math = new Math();math.start();}
}

2. 类加载过程

  下面图是代码是类加载的过程；其中loadClass的类加载过程分为几步：**加载 --> 验证 --> 准备 --> 解析 --> 初始化 --> 使用 --> 卸载
**
在这里插入图片描述

3.类加载器

  jvm中的类加载器有以下几种：

  1. 引导类加载器： 负责加载支撑JVM运行的位于JRE的lib目录下的核心类库，比如rt.jar、charsets.jar等；
  2. 扩展类加载器： 负责加载支撑JVM运行的位于JRE的lib目录下的ext扩展目录中的JAR类包；
  3. 应用程序类加载器 ：负责加载ClassPath路径下的类包，主要就是加载你自己写的那些类；
  4. 自定义加载器： 负责加载用户自定义路径下的类包

可以通过下面代码，执行验证一下，便于更深入的理解；

package com.tt.jvm;
import sun.misc.Launcher;
import java.net.URL;/*** 类加载的过程*/
public class TestJDKClassLoader {public static void main(String[] args) {System.out.println("============类的加载========================");System.out.println(String.class.getClassLoader());System.out.println(com.sun.crypto.provider.DESKeyFactory.class.getClassLoader().getClass().getName());System.out.println(TestJDKClassLoader.class.getClassLoader().getClass().getName());System.out.println();System.out.println("===============父类显示==================");ClassLoader appClassLoader = ClassLoader.getSystemClassLoader();ClassLoader extClassloader = appClassLoader.getParent();ClassLoader bootstrapLoader = extClassloader.getParent();System.out.println("the bootstrapLoader : " + bootstrapLoader);System.out.println("the extClassloader : " + extClassloader);System.out.println("the appClassLoader : " + appClassLoader);System.out.println();System.out.println("============bootstrap加载以下文件================");URL[] urls = Launcher.getBootstrapClassPath().getURLs();for (int i = 0; i < urls.length; i++) {URL url = urls[i];System.out.println(url);}System.out.println();System.out.println("=============extClassLoader加载以下文件============");System.out.println(System.getProperty("java.ext.dirs"));System.out.println();System.out.println("==============appClassLoader加载以下文件============");System.out.println(System.getProperty("java.class.path"));}
}

执行结果：

============类的加载========================
null
sun.misc.Launcher$ExtClassLoader
sun.misc.Launcher$AppClassLoader===============父类显示==================
the bootstrapLoader : null
the extClassloader : sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@5e2de80c
the appClassLoader : sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2============bootstrap加载以下文件================
file:/usr/lib/jvm/java-8-openjdk-amd64/jre/lib/resources.jar
file:/usr/lib/jvm/java-8-openjdk-amd64/jre/lib/rt.jar
file:/usr/lib/jvm/java-8-openjdk-amd64/jre/lib/sunrsasign.jar
file:/usr/lib/jvm/java-8-openjdk-amd64/jre/lib/jsse.jar
file:/usr/lib/jvm/java-8-openjdk-amd64/jre/lib/jce.jar
file:/usr/lib/jvm/java-8-openjdk-amd64/jre/lib/charsets.jar
file:/usr/lib/jvm/java-8-openjdk-amd64/jre/lib/jfr.jar
file:/usr/lib/jvm/java-8-openjdk-amd64/jre/classes=============extClassLoader加载以下文件============
/usr/lib/jvm/java-8-openjdk-amd64/jre/lib/ext:/usr/java/packages/lib/ext==============appClassLoader加载以下文件============
/usr/lib/jvm/java-1.8.0-openjdk-amd64/jre/lib/charsets.jar:/usr/lib/jvm/java-1.8.0-openjdk-amd64/jre/lib/ext/cldrdata.jar:/usr/lib/jvm/java-1.8.0-openjdk-amd64/jre/lib/ext/dnsns.jar:/usr/lib/jvm/java-1.8.0-openjdk-amd64/jre/lib/ext/icedtea-sound.jar:/usr/lib/jvm/java-1.8.0-openjdk-amd64/jre/lib/ext/jaccess.jar:/usr/lib/jvm/java-1.8.0-openjdk-amd64/jre/lib/ext/localedata.jar:/usr/lib/jvm/java-1.8.0-openjdk-amd64/jre/lib/ext/nashorn.jar:/usr/lib/jvm/java-1.8.0-openjdk-amd64/jre/lib/ext/sunec.jar:/usr/lib/jvm/java-1.8.0-openjdk-amd64/jre/lib/ext/sunjce_provider.jar:/usr/lib/jvm/java-1.8.0-openjdk-amd64/jre/lib/ext/sunpkcs11.jar:/usr/lib/jvm/java-1.8.0-openjdk-amd64/jre/lib/ext/zipfs.jar:/usr/lib/jvm/java-1.8.0-openjdk-amd64/jre/lib/jce.jar:/usr/lib/jvm/java-1.8.0-openjdk-amd64/jre/lib/jfr.jar:/usr/lib/jvm/java-1.8.0-openjdk-amd64/jre/lib/jsse.jar:/usr/lib/jvm/java-1.8.0-openjdk-amd64/jre/lib/management-agent.jar:/usr/lib/jvm/java-1.8.0-openjdk-amd64/jre/lib/resources.jar:/usr/lib/jvm/java-1.8.0-openjdk-amd64/jre/lib/rt.jar:/home/wtt/文档/Examal/tt-java8/target/classes:/home/wtt/下载/idea/idea-IU-201.6668.121/lib/idea_rt.jar

4.类加载器初始化过程

 类在加载运行中，会创建JVM的sun.misc.Launcher。然后其内部然后创建sun.misc.Launcher.ExtClassLoader(扩展类加载器)和sun.misc.Launcher.AppClassLoader(应用类加载器)两个加载器；

//Launcher的构造方法
public Launcher() {Launcher.ExtClassLoader var1;try {//构造扩展类加载器，在构造的过程中将其父加载器设置为nullvar1 = Launcher.ExtClassLoader.getExtClassLoader();} catch (IOException var10) {throw new InternalError("Could not create extension class loader", var10);}try {//构造应用类加载器，在构造的过程中将其父加载器设置为ExtClassLoader，//Launcher的loader属性值是AppClassLoader，我们一般都是用这个类加载器来加载我们自己写的应用程序this.loader = Launcher.AppClassLoader.getAppClassLoader(var1);} catch (IOException var9) {throw new InternalError("Could not create application class loader", var9);}

 JVM默认使用Launcher的getClassLoader()方法返回的类加载器AppClassLoader的实例加载我们的应用程序。
（1） 测试程序代码

在这里插入图片描述
(2) ClassLoader类源码
在这里插入图片描述
（3）Launcher 源码
  图中的"this.loader"就是返回的默认的加载器；可以看出是AppClassLoader；于此同时，然后我们可以通过var1 = Launcher.ExtClassLoader.getExtClassLoader();中的getExtClassLoader()方法和this.loader = Launcher.AppClassLoader.getAppClassLoader(var1);中的getAppClassLoader(var1);方法自行探索一下，类加载的父加载（这个可以自己看一下，也会有很大发现哟！）；
在这里插入图片描述

5.双亲委派机制

5.1加载过程

在这里插入图片描述
  JVM类加载器的父子级结构，这种加载就是一种“双亲委派机制”，通俗来讲就是，先找父亲加载，父亲没有再找儿子；
加载过程如下：

  1. 检查一下指定名称的类是否已经加载过，如果加载过了，就不需要再加载，直接返回
  2. 如果此类没有加载过，那么，再判断一下是否有父加载器；如果有父加载器，则由父加载器加载（即调用parent.loadClass(name, false);）.或者是调用bootstrap类加载器来加载。
  3. 如果父加载器及bootstrap类加载器都没有找到指定的类，那么调用当前类加载器的findClass方法来完成类加载。
//ClassLoader的loadClass方法，里面实现了双亲委派机制
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)throws ClassNotFoundException
{synchronized (getClassLoadingLock(name)) {// 检查当前类加载器是否已经加载了该类Class<?> c = findLoadedClass(name);if (c == null) {long t0 = System.nanoTime();try {if (parent != null) {  //如果当前加载器父加载器不为空则委托父加载器加载该类c = parent.loadClass(name, false);} else {  //如果当前加载器父加载器为空则委托引导类加载器加载该类c = findBootstrapClassOrNull(name);}} catch (ClassNotFoundException e) {// ClassNotFoundException thrown if class not found// from the non-null parent class loader}if (c == null) {// If still not found, then invoke findClass in order// to find the class.long t1 = System.nanoTime();//都会调用URLClassLoader的findClass方法在加载器的类路径里查找并加载该类c = findClass(name);// this is the defining class loader; record the statssun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();}}if (resolve) {  //不会执行resolveClass(c);}return c;}
}

5.2为什么要有这种双亲委派机制

  • 沙箱安全机制：自己写的类不会被加载，这样便可以防止核心API库被随意篡改；
  • 避免类的重复加载：当父亲已经加载了该类时，就没有必要子ClassLoader再加载一次，保证被加载类的唯一性

http://chatgpt.dhexx.cn/article/wRmqHElP.shtml

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