Java Classloader是負(fù)責(zé)在運(yùn)行時(shí)加載類中JRE的JRE的重要組成部分，從而實(shí)現(xiàn)模塊化，安全性和動(dòng)態(tài)行為。 1。三個(gè)內(nèi)置類負(fù)載程序是引導(dǎo)程序（加載本機(jī)代碼中的核心Java類），擴(kuò)展/平臺(tái)（從JRE/LIB/EXT或指定的目錄加載類）和應(yīng)用程序（從類Pather加載用戶定義的類）。 2。委派模型確保首先將類加載請(qǐng)求傳遞給父級(jí)classloader（從應(yīng)用程序到擴(kuò)展到bootstrap），如果找不到的話，請(qǐng)求將退回，防止核心類覆蓋并確保每個(gè)類僅加載一次。 3. Custom ClassLoaders將ClassLoader和覆蓋FindClass（）擴(kuò)展到從非標(biāo)準(zhǔn)源（例如網(wǎng)絡(luò)或數(shù)據(jù)庫(kù)）加載類，支持熱線部署或創(chuàng)建隔離的插件環(huán)境，盡管應(yīng)避免使用覆蓋loadClass（），除非為特定用例（例如Web App Reloadeging）打破委托書(shū)，否則必須避免使用覆蓋的LoadClass（）。 4。常見(jiàn)的陷阱包括由于不同加載程序重復(fù)的類加載而導(dǎo)致的ClassCastExceptions，在應(yīng)用程序服務(wù)器中清理不當(dāng)?shù)膬?nèi)存泄漏，通過(guò)文件流而不是getResourCeasStream（）的資源加載不正確以及濫用線程上下文class classloader;最佳實(shí)踐涉及使用適當(dāng)?shù)奈?，清理靜態(tài)參考以及在系統(tǒng)代碼需要訪問(wèn)應(yīng)用程序類時(shí)利用上下文類加載程序。了解ClassLoader層次結(jié)構(gòu)，授權(quán)和隔離對(duì)于調(diào)試類加載問(wèn)題并構(gòu)建強(qiáng)大的模塊化Java應(yīng)用程序至關(guān)重要。

Java Classloaders是Java運(yùn)行時(shí)環(huán)境（JRE）的核心部分，該環(huán)境在運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)加載類中的JVM。盡管大多數(shù)開(kāi)發(fā)人員隱含地使用它們，但了解它們的工作方式對(duì)于調(diào)試，性能調(diào)整和構(gòu)建模塊化應(yīng)用程序至關(guān)重要。讓我們分解類負(fù)載器的功能，其類型，授權(quán)模型和常見(jiàn)的陷阱。

什么是classloader？

classloader是一個(gè)Java對(duì)象，負(fù)責(zé)從文件系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)或其他源將類文件加載到內(nèi)存中，并將其轉(zhuǎn)換為java.lang.Class實(shí)例。沒(méi)有ClassLoaders，JVM將不知道如何找到或加載應(yīng)用程序的類。

關(guān)鍵職責(zé)：

• 找到.class文件
• 讀取字節(jié)碼
• 在JVM中定義課程
• 解決課堂之間的依賴關(guān)系

Java中的每個(gè)類都由某些Classloader加載。您可以檢查哪個(gè)：

 system.out.println（string.class.getClassLoader（））; //通常返回null（bootstrap）
system.out.println（myClass.class.getClassLoader（））; //返回AppClassLoader或自定義

注意： null表示該類是由Bootstrap Classloader加載的，該classloader在本機(jī)代碼中實(shí)現(xiàn)。

類負(fù)載類型

JVM中有三個(gè)內(nèi)置的類負(fù)載器：

1。bootstrap classloader

• 頂級(jí)裝載機(jī)，用本機(jī)代碼（C/C）編寫
• 加載來(lái)自rt.jar或等效的核心Java類（例如， java.lang.* ， java.util.* ）
• 所有其他classloaders的父母
• 代碼無(wú)法直接引用（查詢時(shí)返回null ）

2。擴(kuò)展（平臺(tái)）classloader

• Bootstrap classloader的孩子
• 從jre/lib/ext目錄或java.ext.dirs指定的目錄中加載類
• 在新的JDK（9）中，這是平臺(tái)類加載程序的一部分

3。應(yīng)用程序（系統(tǒng)）classloader

• 從application classpath（ CLASSPATH ， -cp或Class-Path中的castest）加載類
• 用戶定義類的默認(rèn)加載程序
• 可通過(guò)ClassLoader.getSystemClassLoader()訪問(wèn)

您可以檢查層次結(jié)構(gòu)：

 classLoader cl = myClass.class.getClassLoader（）;
while（cl！= null）{
    system.out.println（cl）;
    cl = cl.getParent（）;
}

輸出可能看起來(lái)像：

 sun.misc.launcher$ appclassloader@18b4aac2
sun.misc.launcher$ extclassloader@60e53b93
null // bootstrap（本機(jī)）

委托模型：類負(fù)載者如何一起工作

當(dāng)請(qǐng)求課程時(shí)，類負(fù)載程序?qū)⒆裱?strong>委托層次結(jié)構(gòu)，以避免重新加載核心類并確保安全性。

這是流：

1. 請(qǐng)求從應(yīng)用程序classloader開(kāi)始
2. 它委派給擴(kuò)展名classloader
3. 這又代表Bootstrap classloader
4. Bootstrap試圖從核心庫(kù)中加載類
5. 如果找不到，請(qǐng)求將返回鏈條，直到裝載機(jī)找到它
6. 如果沒(méi)有加載程序找到它，則會(huì)拋出ClassNotFoundException

該模型確保：

• 用戶代碼（安全）不能覆蓋核心類
• 課程僅加載一次（第一個(gè)成功的加載程序）
• 防止重復(fù)和版本沖突

您可以在自定義類負(fù)載器中覆蓋此行為，但是這樣做會(huì)打破安全性，并且通常會(huì)灰心。

自定義classloaders：何時(shí)以及為什么使用它們

您可能需要一個(gè)自定義classloader：

• 從非標(biāo)準(zhǔn)來(lái)源（網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)庫(kù)，加密文件）加載類
• 實(shí)施熱部部署（例如，像Tomcat這樣的應(yīng)用程序服務(wù)器）
• 創(chuàng)建孤立的環(huán)境（插件，OSGI，模塊化應(yīng)用程序）
• 沙箱不信任代碼

要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)，請(qǐng)擴(kuò)展java.lang.ClassLoader和Override findClass() ：

公共類CustomClassLoader擴(kuò)展了ClassLoader {
    @Override
    受保護(hù)的類<？> findClass（string name）拋出ClassNotFoundException {
        byte [] classData = loadClassData（name）; //自定義邏輯以讀取字節(jié)碼
        如果（classData == null）{
            拋出新的classNotFoundException（）;
        }
        返回receneclass（name，classData，0，classData.length）;
    }

    private byte [] loadClassData（string className）{
        //從自定義源讀取.class文件
        //例如，文件，網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)庫(kù)
        返回 ...;
    }
}

重要的是：使用defineClass()將字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)換為Class ，但不要覆蓋它 - 只是稱之為。

另外，請(qǐng)記住：

• 除非您findClass()中斷loadClass()
• 如果您必須打破委托（例如，用于熱重載），請(qǐng)仔細(xì)覆蓋loadClass()

破壞代表團(tuán)的示例（稀有）：

 @Override
public class <？> loadClass（string name）拋出ClassNotFoundException {
    if（name.startswith（“ com.hotreload?！保﹞
        返回FindClass（name）; //首先加載，不要委派
    } 別的 {
        返回super.loadClass（name）; //正常委托
    }
}

這在Web容器中很有用，Web應(yīng)用程序類應(yīng)覆蓋系統(tǒng)。

常見(jiàn)的陷阱和最佳實(shí)踐

1。ClasscastExceptions和LinkageError

當(dāng)兩個(gè)不同的類負(fù)載器加載同一類時(shí)，這些通常會(huì)發(fā)生。即使字節(jié)碼相同，JVM也將它們視為不同的類型。

例子：

 //拋出ClassCastException
（myClass）enoseClassLoader.loadClass（“ myClass”）。newInstance（）;

修復(fù)：確?？邕吔缡褂玫念愑上嗤模ㄍǔＪ歉福ヽlassloader加載。

2。應(yīng)用程序服務(wù)器中的內(nèi)存泄漏

重新加載的Web應(yīng)用程序通常會(huì)導(dǎo)致泄漏：

• 線程保持對(duì)類的參考
• 靜態(tài)字段保留數(shù)據(jù)
• JDBC驅(qū)動(dòng)程序或聽(tīng)眾沒(méi)有未經(jīng)注冊(cè)

始終在contextDestroyed() （用于ServletContextListener）中清理資源。

3。資源加載：使用getResourceAsStream()

優(yōu)先getClass().getResourceAsStream()或getClassLoader().getResourceAsStream()而不是new FileInputStream() 。

為什么？

• 是否在罐子或目錄中進(jìn)行文件
• 尊重ClassPath和Class Loader范圍

InputStream is = getClass（）。getClassLoader（）
    .getResourCeasStream（“ config.properties”）;

4。線程上下文classloader

有時(shí)，默認(rèn)的classloader不夠。例如，JNDI或JAXB可能需要從系統(tǒng)級(jí)代碼加載應(yīng)用程序類。

使用：

 thread.currentthread（）。setContextClassLoader（myClassLoader）;

這允許特權(quán)代碼臨時(shí)使用用戶定義的classloader。

結(jié)論

ClassLoader不僅僅是幕后力學(xué)，還可以在Java應(yīng)用程序中實(shí)現(xiàn)模塊化，安全性和動(dòng)態(tài)行為。了解委派模型，層次結(jié)構(gòu)以及如何安全自定義加載行為對(duì)于高級(jí)Java開(kāi)發(fā)至關(guān)重要。

盡管大多數(shù)應(yīng)用程序都不需要自定義的classloader，但了解它們的工作方式有助于debug ClassNotFoundException ， NoClassDefFoundError和ClassCastException問(wèn)題，尤其是在復(fù)雜的環(huán)境中，例如應(yīng)用程序服務(wù)器，OSGI或微服務(wù)。

基本上，如果您要處理班級(jí)加載問(wèn)題，請(qǐng)檢查：

• 哪個(gè)classloader加載了什么
• 代表團(tuán)是否按預(yù)期工作
• 如果同一班級(jí)被多次加載

這不是魔術(shù)，而是層次結(jié)構(gòu)和孤立。

以上是深入了解Java class Loader的詳細(xì)內(nèi)容。更多信息請(qǐng)關(guān)注PHP中文網(wǎng)其他相關(guān)文章！