クラスローダー (ClassLoader) は、クラスのバイトコードを Java 仮想マシンにロードするために使用されます。一般に、Java 仮想マシンは次のように Java クラスを使用します。 Java ソース ファイルは、Javac を通過した後、Java バイトコード ファイル (.class ファイル) に変換されます。クラス ローダーは、Java バイトコードを読み取り、それを java.lang.Class クラスのインスタンスに変換する役割を果たします。このような各インスタンスは Java クラスを表します。たとえば、Java バイト コードはツールを通じて動的に生成されたり、ネットワークを通じてダウンロードされたりする場合があります。
クラスローダーはクラスのロードアクションを実装するためにのみ使用されますが、Javaプログラムにおけるその役割はクラスロード段階に限定されるわけではありません。どのクラスでも、それをロードするクラスローダーとクラス自体は、Java 仮想世界でその一意性を確立する必要があります。より簡単に言うと、2 つのクラスが「等しい」かどうかを比較することは、2 つのクラスが同じクラス ローダーによってロードされた場合にのみ意味を持ちます。そうでない場合は、2 つのクラスが同じクラス ファイルからのものであっても、ロードされている限り意味があります。クラスローダーが異なる場合、2 つのクラスは等しくありません。ここでいう「等価性」には、equalメソッド、isAssignableFrom()、isInstance()メソッド、およびクラスを表すClassオブジェクトのinstanceキーワードで返される結果が含まれます。
主に、ブートストラップクラスローダー、拡張クラスローダー、アプリケーションクラスローダー、ユーザー定義クラスローダーに分かれています。
ブートストラップ ClassLoader:
このクラス ローダーは C++ 言語で実装されており、ClassLoader のサブクラスではありません。主に、JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar に保存されているすべてのクラス ファイル、または -Xbootclasspath パラメーターで指定されたパスにある rt.jar という名前のファイルをロードします。
拡張クラスローダー:
このローダーは、AVA_HOME / lib / ext ディレクトリのロードを担当する sun.misc.Launcher$ExtClassLoader によって実装されるか、または java.ext.dirs システム変数によって実装されます。指定されたディレクトリ内のすべてのライブラリパス。
アプリケーション クラスローダー:
このローダーは、クラスパスに対応する jar とディレクトリをロードする役割を担う sun.misc.Launcher$AppClassLoader によって実装されます。通常、これはプログラムのデフォルトのクラスローダーです。
カスタム クラス ローダー (ユーザー定義のクラス ローダー):
開発者は、ClassLoader 抽象クラスを継承し、独自に開発した ClassLoader に基づいて、クラスパス上のクラス以外のクラスをロードするために使用できます (インターネットからダウンロードした jar やバイナリ バイトコードなど）、クラス ファイルをロードする前に暗号化などの小さな操作を実行することもできます。
上図に示すクラスローダー間のこの階層関係を、クラスローダーの親委任モデルと呼びます。親委任モデルでは、トップレベルの起動クラス ローダーに加えて、他のすべてのクラス ローダーにも独自の親クラス ローダーが必要です。ここでのクラス ローダー間の親子関係は、通常、継承を通じて実装されず、代わりに、組み合わせ関係が親ローダーのコードを再利用するために使用されます。
双亲委托的工作过程：如果一个类加载器收到了一个类加载请求，它首先不会自己去加载这个类，而是把这个请求委托给父类加载器去完成，每一个层次的类加载器都是如此，因此所有的加载请求最终都应该传送到顶层的启动类加载器中，只有当父类加载器反馈自己无法完成加载请求(它管理的范围之中没有这个类)时，子加载器才会尝试着自己去加载。
使用双亲委托模型来组织类加载器之间的关系，有一个显而易见的好处就是Java类随着它的类加载器一起具备了一种带有优先级的层次关系，例如java.lang.Object存放在rt.jar之中，无论那个类加载器要加载这个类，最终都是委托给启动类加载器进行加载，因此Object类在程序的各种类加载器环境中都是同一个类，相反，如果没有双亲委托模型，由各个类加载器去完成的话，如果用户自己写一个名为java.lang.Object的类，并放在classpath中，应用程序中可能会出现多个不同的Object类，java类型体系中最基本安全行为也就无法保证。
java.lang.ClassLoader 类提供的几个关键方法：
loadClass： 此方法负责加载指定名字的类，首先会从已加载的类中去寻找，如果没有找到；从parent ClassLoader[ExtClassLoader]中加载；如果没有加载到，则从Bootstrap ClassLoader中尝试加载(findBootstrapClassOrNull方法), 如果还是加载失败，则抛出异常ClassNotFoundException, 在调用自己的findClass方法进行加载。如果要改变类的加载顺序可以覆盖此方法；如果加载顺序相同，则可以通过覆盖findClass方法来做特殊处理，例如：解密，固定路径寻找等。当通过整个寻找类的过程仍然未获取Class对象，则抛出ClassNotFoundException异常。
如果类需要resolve，在调用resolveClass进行链接。
protected synchronized Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException
{
// First, check if the class has already been loaded
Class c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
try {
if (parent != null) {
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) {
// If still not found, then invoke findClass in order
// to find the class.
c = findClass(name);
}
}
if (resolve) {
resolveClass(c);
}
return c;
}findLoadedClass 此方法负责从当前ClassLoader实例对象的缓存中寻找已加载的类，调用的为native方法。
protected final Class<?> findLoadedClass(String name) {
if (!checkName(name))
return null;
return findLoadedClass0(name);
}
private native final Class findLoadedClass0(String name);findClass 此方法直接抛出ClassNotFoundException异常，因此要通过覆盖loadClass或此方法来以自定义的方式加载相应的类。
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
throw new ClassNotFoundException(name);
}findSystemClass 此方法是从sun.misc.Launcher$AppClassLoader中寻找类，如果未找到，则继续从BootstrapClassLoader中寻找，如果仍然未找到，返回null
protected final Class<?> findSystemClass(String name)
throws ClassNotFoundException
{
ClassLoader system = getSystemClassLoader();
if (system == null) {
if (!checkName(name))
throw new ClassNotFoundException(name);
Class cls = findBootstrapClass(name);
if (cls == null) {
throw new ClassNotFoundException(name);
}
return cls;
}
return system.loadClass(name);
}defineClass 此方法负责将二进制字节流转换为Class对象，这个方法对于自定义类加载器而言非常重要。如果二进制的字节码的格式不符合jvm class文件格式规范，则抛出ClassFormatError异常；如果生成的类名和二进制字节码不同，则抛出NoClassDefFoundError；如果加载的class是受保护的、采用不同签名的，或者类名是以java.开头的，则抛出SecurityException异常。
protected final Class<?> defineClass(String name, byte[] b, int off, int len,
ProtectionDomain protectionDomain)
throws ClassFormatError
{
return defineClassCond(name, b, off, len, protectionDomain, true);
}
// Private method w/ an extra argument for skipping class verification
private final Class<?> defineClassCond(String name,
byte[] b, int off, int len,
ProtectionDomain protectionDomain,
boolean verify)
throws ClassFormatError
{
protectionDomain = preDefineClass(name, protectionDomain);
Class c = null;
String source = defineClassSourceLocation(protectionDomain);
try {
c = defineClass1(name, b, off, len, protectionDomain, source,
verify);
} catch (ClassFormatError cfe) {
c = defineTransformedClass(name, b, off, len, protectionDomain, cfe,
source, verify);
}
postDefineClass(c, protectionDomain);
return c;
}resolveClass 此方法负责完成Class对象的链接，如果链接过，则直接返回。
ClassNotFoundException この例外の理由は、現在の ClassLoader でクラスをロードするときにクラス ファイルが見つからなかったことです。
NoClassDefFoundError この例外は、ロードされたクラスが参照されているためです。さらに、クラスが存在しない場合、たとえば、A をロードしたいが、B が A から盗まれた場合、B が存在しない場合、または現在の ClassLoader が B をロードできない場合、この例外がスローされます。
LinkageError この例外は、カスタム ClassLoader の場合に発生する可能性が高くなります。主な理由は、このクラスがすでに ClassLoader にロードされており、繰り返しロードするとこの例外が発生することです。
上記は Java Virtual Machine Learning - ClassLoader の内容です。その他の関連コンテンツについては、PHP 中国語 Web サイト (www.php.cn) に注目してください。
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