Java類加載機制和雙親委派是什么

本篇內容主要講解“Java類加載機制和雙親委派是什么”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實用性強。下面就讓小編來帶大家學習“Java類加載機制和雙親委派是什么”吧!

　　類加載器歷史

　　在 Java 1.1 及之前的版本中，各個類加載之間不存在聯系。 例如系統類加載器負責加載應用，以及 classpath 目錄下的 class 文件和資源; 而 applet 的類加載器負責和服務器端交互以加載 applets 應用和它相關的 class 文件和資源。

　　在 J2SE 1.2 版本(如果你知道 J2SE 這個稱呼，證明你是一名老程序員了，哈哈)，類加載器之間產生了一種關系，這種關系也就是我們熟知的 parent delegation(中文譯作雙親委派) 機制。

　　雙親委派是什么

　　簡單來說雙親外派機制就是當前的類加載器去加載一個 class 數據之時，它會先委托它的父加載器去做這件事，父加載器它會遞歸去委托自己的父加載器去加載，直到父加載器不存在，或者父加載器加載不到的時候才自己去加載(注意：此處的父加載器并不是 Java 中的繼承關系，而是職責上的關系)。

　　JDK 中提供了如下 3 種常見的類加載器：

　　BootstrapClassLoader： 俗稱啟動類加載器，是最頂層的類加載器，也稱為 root 類加載器，負載加載 JRE/lib/rt.jar 中的 class 文件，加載目錄可以通過 -Xbootclasspath 改變。

　　ExtClassLoader： 俗稱擴展類加載器，負責加載 JRE/lib/ext 目錄下的 class 文件，可以通過設置環境變量 java.ext.dirs 改變加載目錄，優先級次于 BootstrapClassLoader。

　　AppClassLoader： 俗稱應用類加載器，也稱系統類加載器，負責加載我們的應用 class 文件和 classpath 環境變量指定目錄下的 class 文件，優先級次于 ExtClassLoader。

　　這種機制的好處是可以明確的分工每種類加器的職責，同時保證 class 加載的唯一性，當一個 class 文件被其父加載器加載過以后，后續類加載器就不會加載了。

　　雙親委派機制的弊端

　　它也有不足之處，例如 Java 的 SPI 機制，這種雙親委派機制就不能很好的支持，因此又引入了上下文類加載器。

　　SPI 全稱 Service Provider Interface，它是 Java 發現服務的一種規范。JDK 負責提供服務的接口規范，第三方廠商負責來實現該服務。例如我們熟知的 JDBC 就是采用這種機制來實現。

　　JDBC 的接口規范由 JDK 定義在 rt.jar 中，我們知道這個 jar 中 class 是由 BootstrapClassLoader 來負責加載的，然而 JDBC 的實現類是由 AppClassLoader 來負責加載的。 因此當 JDBC 接口需要用到實現類時就無法完成操作了，但是雞賊的 Java 大神們引入了線程上下文類加載器來解決這個問題。

　　如果你不做特殊設置的話，通常線程的上下文類加載器就是系統類加載器，即為 AppClassLoader，使用它恰巧可以加載廠商提供的實現類的 class 文件，有興趣的同學可以參考 JDK 中 java.sql 包下的 DriverManager 中的部分源碼如下：

　　// Worker method called by the public getConnection() methods.

　　private static Connection getConnection

　　(

　　throws SQLException {

　　/*

　　* When callerCl is null, we should check the application's

　　* (which is invoking this class indirectly)

　　* classloader, so that the JDBC driver class outside rt.jar

　　* can be loaded from here.

　　ClassLoader callerCL = caller != null ? caller.getClassLoader() : null ;

　　synchronized (DriverManager.class) {

　　// synchronize loading of the correct classloader.

　　if (callerCL == null ) {

　　callerCL = Thread.currentThread().getContextClassLoader();

　　}

　　/**省略部分源碼**/

　　}

　　通過上面我們了解了 JDK 中幾種類加載器的分工，也討論了雙親委派加載機制的本質。 接下來讓我們一起看看一個 class 文件在被加載到 Java 運行時環境中變成一個可以使用的 java.lang.Class 實例之前經過了哪些步驟。

　　類加載步驟

　　一個 class 文件變為 Java 運行時環境中的可以使用的 Class 實例時，主要經過了加載、鏈接和初始化 3 個步驟。

　　1. 加載

　　這個階段總共會做 3 件事：

　　1.通過類的全限定名獲得定義該類的二進制字節流。

　　2.將字節流轉換為 JVM 運行時數據結構。

　　3.在 JVM 中生成代表該類的 Class 實例，以供后續使用。

　　2. 鏈接

　　該階段主要分為了驗證、準備和解析 3 個步驟：

　　驗證 是鏈接第一步，首先驗證文件格式，確認 class 文件否和當前虛擬機規范，例如以魔數 0xCAFEBABE 開頭，class 版本號在當前虛擬機處理范圍內等等; 其次是分析代碼語義，確認其描述的語義否和 Java 語言規范;

　　準備 是鏈接的第二步，該階段將為類變量(static 修飾)分配內存，如果它是一個常量(static final 修飾)，則直接初始化為目標常量。

　　解析 是鏈接的第三步，該階段虛擬機會將常量池中符號引用替換為直接引用。

　　3. 初始化

　　該階段是最貼近程序員編碼的，主要執行所有類變量的初始化和靜態代碼塊，同時虛擬機會保證在子類初始化操作之前完成父類(接口除外，接口只有在直接使用到接口的靜態屬性時候才會初始化)的初始化。

到此，相信大家對“Java類加載機制和雙親委派是什么”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是億速云網站，更多相關內容可以進入相關頻道進行查詢，關注我們，繼續學習！