Java虚拟机类装载的原理及实现 - 编程入门网

所有的Java 虚拟机都包括一个内置的类装载器，这个内置的类库装载器被称为根装载器(bootstrap ClassLoader)。根装载器的特殊之处是它只能够装载在设计时刻已知的类,因此虚拟机假定由根装载器所装载的类都是安全的、可信任的,可以不经过安全认证而直接运行。当应用程序需要加载并不是设计时就知道的类时,必须使用用户自定义的装载器(user-defined ClassLoader)。下面我们举例说明它的应用。

public abstract class MultiClassLoader extends ClassLoader{ 　... 　public synchronized Class loadClass(String s, boolean flag) 　　throws ClassNotFoundException 　　{ 　　　/* 检查类s是否已经在本地内存*/ 　　　Class class1 = (Class)classes.get(s); 　　　/* 类s已经在本地内存*/ 　　　if(class1 != null) return class1; 　　　try/*用默认的ClassLoader 装入类*/ { 　　　　class1 = super.findSystemClass(s); 　　　　return class1; 　　　} 　　　catch(ClassNotFoundException _ex) { 　　　　System.out.println(">> Not a system class."); 　　　} 　　　/* 取得类s的字节数组*/ 　　　byte abyte0[] = loadClassBytes(s); 　　　if(abyte0 == null) throw new ClassNotFoundException(); 　　　/* 将类字节数组转换为类*/ 　　　class1 = defineClass(null, abyte0, 0, abyte0.length); 　　　if(class1 == null) throw new ClassFormatError(); 　　　if(flag) resolveClass(class1); /*解析类*/ 　　　/* 将新加载的类放入本地内存*/ 　　　classes.put(s, class1); 　　　System.out.println(">> Returning newly loaded class."); 　　　/* 返回已装载、解析的类*/ 　　　return class1; 　　} 　　... }

Java虚拟机类装载的原理及实现(3)

三、Java虚拟机的类装载原理

前面我们已经知道，一个Java应用程序使用两种类型的类装载器：根装载器(bootstrap)和用户定义的装载器(user-defined)。根装载器是Java虚拟机实现的一部分，举个例子来说，如果一个Java虚拟机是在现在已经存在并且正在被使用的操作系统的顶部用C程序来实现的，那么根装载器将是那些C程序的一部分。根装载器以某种默认的方式将类装入，包括那些Java API的类。在运行期间一个Java程序能安装用户自己定义的类装载器。根装载器是虚拟机固有的一部分，而用户定义的类装载器则不是，它是用Java语言写的，被编译成class文件之后然后再被装入到虚拟机，并像其它的任何对象一样可以被实例化。 Java类装载器的体系结构如下所示：

图1 Java的类装载的体系结构

Java的类装载模型是一种代理(delegation)模型。当JVM 要求类装载器CL(ClassLoader)装载一个类时,CL首先将这个类装载请求转发给他的父装载器。只有当父装载器没有装载并无法装载这个类时,CL才获得装载这个类的机会。这样, 所有类装载器的代理关系构成了一种树状的关系。树的根是类的根装载器(bootstrap ClassLoader) , 在JVM 中它以"null"表示。除根装载器以外的类装载器有且仅有一个父装载器。在创建一个装载器时, 如果没有显式地给出父装载器, 那么JVM将默认系统装载器为其父装载器。Java的基本类装载器代理结构如图2所示：

图2 Java类装载的代理结构

Java虚拟机类装载的原理及实现(4)

下面针对各种类装载器分别进行详细的说明。

根(Bootstrap) 装载器:该装载器没有父装载器，它是JVM实现的一部分，从sun.boot.class.path装载运行时库的核心代码。

扩展(Extension) 装载器:继承的父装

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