JVM理论（二）类加载子系统

类加载流程

类加载器子系统负责从文件系统或者网络中加载class文件,class文件的文件头有特定的文件标识(CAFEBABE是JVM识别class文件是否合法的依据)
classLoader只负责文件的加载,而执行引擎决定它是否被执行
加载类的信息存放在运行时数据区的方法区中,方法区还包括常量池信息

类加载过程由加载，链接，初始化构成

加载(Loading)

加载阶段需要完成以下三个过程：

通过类的全限定名来获取其定义的二进制字节流；
将字节流所代表的静态存储结构转化为元空间(JDK8前称为方法区)的运行时数据结构；
在堆Heap中生成一个代表这个类的java.lang.Class对象，作为对元数据空间中这些数据的访问入口；

类加载器

引导类加载器

Bootstrap-ClassLoader基于C/C++实现,负责加载Java的核心类库JAVA_HOME\jre\lib\rt.jar,该加载器不继承自ClassLoader抽象类,并且只加载包名为java、javax、sun等开头类,一次保证对核心源码的保护

扩展类加载器

Extension-ClassLoader,基于Java语言,由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader实现,派生于ClassLoader抽象类,从java.ext.dirs系统变量指定的路径中的加载类库,或者JDK安装目录jre\lib\ext目录下加载

系统类加载器

Application-ClassLoader,基于Java语言,由sun.misc.Launcher$ExtClassLoader实现,它负责加载环境变量ClassPath指定的类库,如果在应用程序中没有自定义类加载器,一般情况下作为程序中默认的类加载器

自定义类加载器

主要作用

隔离加载类(如项目工程中的中间件需要引入自己jar包,为了避免与其他工程具有相同类的冲突,我们可以自定义类加载器,实现不同中间件的隔离)
修改类加载方式
扩展加载源
防止源码泄漏

扩展

sun.misc.Launcher是java虚拟机的入口应用,扩展类和系统类(App)定义在Launcher类下
加载器之间的关系只是包含关系,不是上层下层,也不是父子类的继承关系

双亲委派机制

双亲委派模式

Java虚拟机对class文件采用的是按需加载方式,即当需要使用该类时才会将它的class文件加载到内存生成class对象,而且在加载某个类class文件时,Java虚拟机采取的是双亲委派模式,即将请求交由父类处理,它是一种任务委派模式

委派执行流程

类加载器收到了类加载的请求时，不会自己先去尝试加载这个类，而是把请求委托给父加载器去执行
如果父加载器还存在父类加载器，则依次向上委托，因此类加载请求最终都应该被传递到顶层的启动类加载器中
如果父类加载器可以完成类加载请求，就直接成功返回，只有当父加载器在无法完成该加载，子加载器才会尝试自己去加载该类

沙箱安全机制

假设自定义一个类名为String且所在包为java.lang，在使用引导类加载器加载时会先加载JDK(rt.jar包下的java/lang/String.class)中的String类，因为这个类本来是属于jdk的，后面再次出现String类就会报错，以此保证核心源代码不被恶意篡改，这就是沙箱安全机制。