JVM类加载机制以及类缓存问题的解决
发布时间：2021-12-07 13:16:31 所属栏目：教程 来源：互联网
导读：当一个Java项目启动的时候，JVM会找到main方法，根据对象之间的调用来对class文件和所引用的jar包中的class文件进行加载（其步骤分为加载、验证、准备、解析、初始化、使用和卸载），方法区中开辟内存来存储类的运行时数据结构（包括静态变量、静态方法、常量
|
当一个Java项目启动的时候，JVM会找到main方法，根据对象之间的调用来对class文件和所引用的jar包中的class文件进行加载（其步骤分为加载、验证、准备、解析、初始化、使用和卸载），方法区中开辟内存来存储类的运行时数据结构（包括静态变量、静态方法、常量池、类结构等），同时在堆中生成相应的Class对象指向方法区中对应的类运行时数据结构。 用最简单的一句话来概括，类加载的过程就是JVM根据所需的class文件的路径，通过IO流的方式来读取class字节码文件，并通过一系列解析初始化等步骤来注入到内存。 java中的类加载器有：BootstrapClassLoader（最上层）、ExtClassLoader、AppClassLoader、以及用户自定义的ClassLoader（最下层）。JVM对于不同种类的jar包（或class文件），会有不同种类的类加载器进行加载。对应关系如下： BootstrapClassLoader 用于加载JVM运行所需要的类： JAVA_HOME/jre/lib/resources.jar: JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar: JAVA_HOME/jre/lib/sunrsasign.jar: JAVA_HOME/jre/lib/jsse.jar: JAVA_HOME/jre/lib/jce.jar: JAVA_HOME/jre/lib/charsets.jar: JAVA_HOME/jre/lib/jfr.jar: JAVA_HOME/jre/classes ExtClassLoader 用于加载扩展类： ../Java/Extensions: ../JAVA_HOME/jre/lib/ext: ../Library/Java/Extensions:/Network/Library/Java/Extensions: ../System/Library/Java/Extensions: ../lib/java AppClassLoader 用于加载我们项目中ClassPath下所创建的类和jar包中引用的类。 整个类加载，是通过一种叫做双亲委派的机制来进行加载。 举例来说，一个类被最下层的加载器（用户自定义ClassLoader）进行加载，此加载器首先会调用上一层的加载器（AppClassLoader）进行加载，而AppClassLoader会继续转交给上层（ExtClassLoader）的加载器进行加载，直到BootstrapClassLoader。 如果BootstrapClassLoader所加载的类路径找不到此类，那么才会交给下一层的加载器（ExtClassLoader）进行加载，如果找不到此类，继续交给下一层（AppClassLoader）进行加载。以此类推，如果用户自定义的ClassLoader也找不到此类，那么程序就会抛出一个ClassNotFoundError。整个加载过程图示如下： （图片引用自：https://www.cnblogs.com/xing901022/p/4574961.html） 类加载源的源码跟踪如下（在此对源码进行了适当的简化），读者可以点入源码进行查看： package java.lang.ClassLoader; import .... protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException { synchronized (getClassLoadingLock(name)) { // First，在虚拟机内存中查找是否已经加载过此类...类缓存的主要问题所在！！！ Class<?> c = findLoadedClass(name); if (c == null) { long t0 = System.nanoTime(); try { if (parent != null) { //先让上一层加载器进行加载 c = parent.loadClass(name, false); } else { c = findBootstrapClassOrNull(name); } } catch (ClassNotFoundException e) { // ClassNotFoundException thrown if class not found // from the non-null parent class loader } if (c == null) { //调用此类加载器所实现的findClass方法进行加载 c = findClass(name); } } if (resolve) { resolveClass(c); } return c; } } 在源码中可以完全领略到双亲委派机制的过程，其中最重要的三句代码已经进行了标注： findLoadedClass（在虚拟机内存中查找是否已经加载过此类...类缓存的主要问题所在！！！） parent.loadClass（先让上一层加载器进行加载） findClass（调用此类加载器所实现的findClass方法进行加载） 如果用户需要自定义加载器，加载自己指定路径的class文件，需要继承ClassLoader，并实现findClass(String name)方法。举例如下： package com.linuxidc.utils; import java.io.ByteArrayOutputStream; import java.io.FileInputStream; import java.io.IOException; import java.io.InputStream; public class ServiceClassLoader extends ClassLoader{ private String classPath; public ServiceClassLoader(String classPath) { this.classPath = classPath; } /** * 重写父类的findClass 方法。 父类的loadClass会调用此方法 */ @Override protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException { Class<?> c = null; byte[] classData = getClassData(name); if (classData!=null) { c = defineClass(name, classData, 0, classData.length); }else { throw new ClassNotFoundException(); } return c; } // 将class文件通过IO流读取，转化为字节数组 private byte[] getClassData(String name) { String path = classPath + "/"+ name.replace('.', '/') + ".class"; InputStream iStream = null; ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream(); try { iStream = new FileInputStream(path); byte[] buffer = new byte[1024]; int temp = 0; while ((temp = iStream.read(buffer))!=-1) { byteArrayOutputStream.write(buffer, 0, temp); } if (byteArrayOutputStream!=null) { return byteArrayOutputStream.toByteArray(); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); }finally { try { if (iStream!=null) { iStream.close(); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } try { if (byteArrayOutputStream!=null) { byteArrayOutputStream.close(); } } catch (IOException e) { e.printStackTrace(); } } return null; } } 对类加载器的使用代码如下： ServiceClassLoader serviceClassLoader = new ServiceClassLoader("c:myclass"); Czlass<?> c = ServiceClassLoader.loadClass("com.linuxidc.service.Myclass"); 如果用同一个ServiceClassLoader对象去加载同一个Class文件多次，每次加载后的Class对象为同一个！ 然而如果new不同的自定义ClassLoader去加载同一个Class文件，则每次会返回不同的Class对象。 注意：不能将所要加载的Class文件放到classpath目录及其任何子目录下，否则会被AppClassLoader优先加载（这是由于类加载采用双亲委派机制，同时AppClassLoader可以加载所有在classpath下的class文件），每次都是同一个AppClassLoader进行加载，因此会出现类缓存问题。 这样就解决了通常在JVM类加载时，直接使用反射出现的类缓存的问题。  （编辑：烟台站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
