JVM系列-4.类加载器-编程知识

👏作者简介：大家好，我是爱吃芝士的土豆倪，24届校招生Java选手，很高兴认识大家
📕系列专栏：Spring原理、JUC原理、Kafka原理、分布式技术原理、数据库技术、JVM原理
🔥如果感觉博主的文章还不错的话，请👍三连支持👍一下博主哦
🍂博主正在努力完成2023计划中：源码溯源，一探究竟
📝联系方式：nhs19990716，加我进群，大家一起学习，一起进步，一起对抗互联网寒冬👀

文章目录

类加载器
- 类加载器的分类
- - Arthas中类加载器相关的功能
  - 启动类加载器
  - Java中的默认类加载器
  - 扩展类加载器
  - 应用程序类加载器
  - Arthas中类加载器相关的功能
- 双亲委派机制
- 打破双亲委派机制
- - 打破双亲委派机制–自定义类加载器
  - 打破双亲委派机制的第二种方法：JDBC案例
  - 打破双亲委派机制的第三种方法： OSGi模块化
  - - 使用阿里arthas不停机解决线上问题
- JDK9之后的类加载器

类加载器

类加载器（ClassLoader）是Java虚拟机提供给应用程序去实现获取类和接口字节码数据的技术。
类加载器只参与加载过程中的字节码获取并加载到内存这一部分。

在这里插入图片描述

类加载器的分类

类加载器分为两类，一类是Java代码中实现的，一类是Java虚拟机底层源码实现的。

在这里插入图片描述

类加载器的设计JDK8和8之后的版本差别较大，JDK8及之前的版本中默认的类加载器有如下几种：

在这里插入图片描述

Arthas中类加载器相关的功能

类加载器的详细信息可以通过classloader命令查看：

classloader - 查看 classloader 的继承树，urls，类加载信息，使用 classloader 去 getResource

在这里插入图片描述

启动类加载器

在这里插入图片描述

其中最核心的就是rt.jar是jdk8中最核心的jar包，平时用到的字符串String类，装箱类型Integer，还有日期类Date等等。启动类加载器将这些都加载进来之后，相当于提供了一个基础的运行环境。

ClassLoader classLoader = String.class.getClassLoader();
System.out.println(classLoader);输出为null

但是由于这个类加载器不存在于java代码中，而是位于虚拟机环境中，所以在java环境中获取不到。所以出于安全性的考虑，在代码中，不允许我们获取到虚拟机的启动类。

制作jar的方式，idea maven install

Java中的默认类加载器

扩展类加载器和应用程序类加载器都是JDK中提供的、使用Java编写的类加载器。

它们的源码都位于sun.misc.Launcher中，是一个静态内部类。继承自URLClassLoader。具备通过目录或者指定jar包将字节码文件加载到内存中。

在这里插入图片描述

扩展类加载器

在这里插入图片描述

应用程序类加载器

在这里插入图片描述

Arthas中类加载器相关的功能

类加载器的加载路径可以通过classloader –c hash值查看：

在这里插入图片描述

双亲委派机制

由于java虚拟机中有多个类加载器，双亲委派机制的核心就是解决一个类到底是由谁加载的问题。

在这里插入图片描述

在Java中如何使用代码的方式去主动加载一个类呢？

方式1：使用Class.forName方法，使用当前类的类加载器去加载指定的类。

方式2：获取到类加载器，通过类加载器的loadClass方法指定某个类加载器加载。

在Idea中测试下面的案例：

在这里插入图片描述

应用程序类加载器的parent父类加载器是扩展类加载器，而扩展类加载器的parent是空。

启动类加载器使用C++编写，没有上级类加载器。

在这里插入图片描述

类加载器的继承关系可以通过classloader –t 查看：

在这里插入图片描述

如果类加载的parent为null，则会提交给启动类加载器处理。

在这里插入图片描述

如果所有的父类加载器都无法加载该类，则由当前类加载器自己尝试加载。所以看上去是自顶向下尝试加载。

在这里插入图片描述

第二次再去加载相同的类，仍然会向上进行委派，如果某个类加载器加载过就会直接返回。

在这里插入图片描述

双亲委派机制指的是：自底向上查找是否加载过，再由顶向下进行加载。

在这里插入图片描述

另一个案例：com.itheima.my.C这个类在当前程序的classpath中，看看是如何加载的。

在这里插入图片描述

打破双亲委派机制

在这里插入图片描述

打破双亲委派机制–自定义类加载器

一个Tomcat程序中是可以运行多个Web应用的，如果这两个应用中出现了相同限定名的类，比如Servlet类，Tomcat要保证这两个类都能加载并且它们应该是不同的类。

如果不打破双亲委派机制，当应用类加载器加载Web应用1中的MyServlet之后，Web应用2中相同限定名的MyServlet类就无法被加载了。

在这里插入图片描述

Tomcat使用了自定义类加载器来实现应用之间类的隔离。

每一个应用会有一个独立的类加载器加载对应的类。

在这里插入图片描述

先来分析ClassLoader的原理，ClassLoader中包含了4个核心方法。

双亲委派机制的核心代码就位于loadClass方法中。

在这里插入图片描述

阅读双亲委派机制的核心代码，分析如何通过自定义的类加载器打破双亲委派机制。

打破双亲委派机制的核心就是将下边这一段代码重新实现。

//parent等于null说明父类加载器是启动类加载器，直接调用findBootstrapClassOrNull
//否则调用父类加载器的加载方法
if (parent != null) {c = parent.loadClass(name, false);} else {c = findBootstrapClassOrNull(name);}
//父类加载器爱莫能助，我来加载！
if (c == null) c = findClass(name);