过程:加载、验证、准备、解析、初始化
加载阶段
1.通过一个类的全限定名来获取定义此类的二进制字节流。
2.将这个字节流所代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构。
3.在Java堆中生成一个代表这个类的java.lang.class对象,作为方法区这些数据的访问入口。
验证阶段
1.文件格式验证(是否符合Class文件格式的规范,并且能被当前版本的虚拟机处理)
2.元数据验证(对字节码描述的信息进行语意分析,以保证其描述的信息符合Java语言规范要求)
3.字节码验证(保证被校验类的方法在运行时不会做出危害虚拟机安全的行为)
4.符号引用验证(虚拟机将符号引用转化为直接引用时,解析阶段中发生)
准备阶段
准备阶段是正式为类变量分配内存并设置类变量初始值的阶段。将对象初始化为“零”值
解析阶段
解析阶段时虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程。
字符串常量池:堆上,默认class文件的静态常量池
运行时常量池:在方法区,属于元空间
初始化阶段
初始化阶段时加载过程的最后一步,而这一阶段也是真正意义上开始执行类中定义的Java程序代码。
双亲委派机制
每⼀个类都有⼀个对应它的类加载器。系统中的 ClassLoder 在协同⼯作的时候会默认使⽤ 双亲委派模型 。即在类加载的时候,系统会⾸先判断当前类是否被加载过。已经被加载的类会直接返回,否则才会尝试加载。加载的时候,⾸先会把该请求委派该⽗类加载器的 loadClass() 处理,因此所有的请求最终都应该传送到顶层的启动类加载器 BootstrapClassLoader 中。当⽗类加载器⽆法处理时,才由⾃⼰来处理。当⽗类加载器为null时,会使⽤启动类加载器 BootstrapClassLoader 作为⽗类加载器。
使用好处:
此机制保证JDK核心类的优先加载;使得Java程序的稳定运⾏,可以避免类的重复加载,也保证了 Java 的核⼼ API 不被篡改。如果不⽤没有使⽤双亲委派模型,⽽是每个类加载器加载⾃⼰的话就会出现⼀些问题,⽐如我们编写⼀个称为 java.lang.Object 类的话,那么程序运⾏的时候,系统就会出现多个不同的Object 类。
破坏双亲委派机制:
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可以⾃⼰定义⼀个类加载器,重写loadClass方法;
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Tomcat 可以加载自己目录下的 class 文件,并不会传递给父类的加载器;
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Java 的 SPI,发起者 BootstrapClassLoader 已经是最上层了,它直接获取了 AppClassLoader 进行驱动加载,和双亲委派是相反的。
tomcat的类加载机制
步骤:
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先在本地cache查找该类是否已经加载过,看看 Tomcat 有没有加载过这个类。
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如果Tomcat 没有加载过这个类,则从系统类加载器的cache中查找是否加载过。
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如果没有加载过这个类,尝试用ExtClassLoader类加载器类加载,重点来了,这里并没有首先使用 AppClassLoader 来加载类。这个Tomcat 的 WebAPPClassLoader 违背了双亲委派机制,直接使用了 ExtClassLoader来加载类。这里注意 ExtClassLoader 双亲委派依然有效,ExtClassLoader 就会使用 Bootstrap ClassLoader 来对类进行加载,保证了 Jre 里面的核心类不会被重复加载。比如在 Web 中加载一个 Object 类。WebAppClassLoader → ExtClassLoader → Bootstrap ClassLoader,这个加载链,就保证了 Object 不会被重复加载。
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如果 BoostrapClassLoader,没有加载成功,就会调用自己的 findClass 方法由自己来对类进行加载,findClass 加载类的地址是自己本 web 应用下的 class。
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加载依然失败,才使用 AppClassLoader 继续加载。
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都没有加载成功的话,抛出异常。
总结一下以上步骤,WebAppClassLoader 加载类的时候,故意打破了JVM 双亲委派机制,绕开了 AppClassLoader,直接先使用 ExtClassLoader 来加载类。