JVM(Java虚拟机)的类加载子系统是其重要组成部分之一,负责在运行时动态加载、验证、准备、解析和初始化Java类。这个过程从查找类文件到将其转换为可在JVM内部使用的运行时数据结构进行操作。以下是类加载子系统的几个关键点:
- 类加载器:
- JVM定义了多种类加载器,包括引导类加载器(Bootstrap ClassLoader)、扩展类加载器(Extension ClassLoader)、应用程序类加载器(Application ClassLoader)以及用户自定义类加载器。
- 引导类加载器:负责加载核心Java API类,如rt.jar中的类,它是用C++实现并嵌入在JVM中的,没有对应的Java对象实例。
- 扩展类加载器:负责加载标准扩展功能的相关类库,位于jre/lib/ext目录下或通过java.ext.dirs系统属性指定的路径下的类库。
- 应用程序类加载器:也称为系统类加载器,加载用户类路径(classpath)上的类。
- 双亲委派模型:
- 类加载器之间采用双亲委派机制来加载类,即当一个类加载器收到类加载请求时,并不会立即加载,而是先委托给它的父加载器尝试加载。只有当父加载器无法完成加载请求时,子加载器才会尝试自己加载。这样可以保证类的唯一性及安全性。
- 类加载过程:
- 加载(Loading):根据类的全限定名找到二进制字节流,创建Class对象。
- 验证(Verification):确保被加载类信息符合JVM规范,不包含非法数据或者潜在的安全问题。
- 准备(Preparation):为类的静态变量分配内存空间,并初始化为默认值。
- 解析(Resolution):将符号引用替换为直接引用的过程,比如解析类之间的依赖关系。
- 初始化(Initialization):如果类还没有被初始化,则会执行类初始化方法
<clinit>
,按照语句顺序对静态变量进行赋值,并执行静态块。
- 自定义类加载器: 开发人员可以通过继承抽象类
java.lang.ClassLoader
来创建自定义类加载器,从而实现特定的类加载策略,比如从网络、数据库或其他非标准来源加载类。 - 类卸载: 在满足一定条件时,类加载器可能会卸载不再使用的类,释放资源。但类卸载并不频繁,因为JVM为了保证类型安全和类的全局可见性,通常要求类的生命周期与类加载器保持一致。