Java Class 加载过程｜ Java Debug 笔记

// 以下类均位于 java.lang 包下
System.out.println(System.class.getClassLoader()); 
System.out.println(Thread.class.getClassLoader());
System.out.println(String.class.getClassLoader());
System.out.println(Integer.class.getClassLoader());
System.out.println("============");
// 所有由 Bootstrap ClassLoader 加载的类的包名
String property = System.getProperty("sun.boot.class.path");
System.out.println(property.replaceAll(":", System.getProperty("line.separator")));
复制代码

null
null
null
null
============
%JRE_HOME%/lib/resources.jar
%JRE_HOME%/lib/rt.jar
%JRE_HOME%/lib/sunrsasign.jar
%JRE_HOME%/lib/jsse.jar
%JRE_HOME%/lib/jce.jar
%JRE_HOME%/lib/charsets.jar
%JRE_HOME%/lib/jfr.jar
%JRE_HOME%/classes
复制代码

System.out.println(sun.net.spi.nameservice.dns.DNSNameService.class.getClassLoader());
System.out.println("============");
// 所有由 Extension ClassLoader 加载的类的包名
String extProperty = System.getProperty("java.ext.dirs");
System.out.println(extProperty.replaceAll(":", System.getProperty("line.separator")));
复制代码

sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@3339ad8e
============
%USER_HOME%/Library/Java/Extensions
%JRE_HOME%/lib/ext
/Library/Java/Extensions
/Network/Library/Java/Extensions
/System/Library/Java/Extensions
/usr/lib/java
复制代码

System.out.println(com.peterxx.Person.class.getClassLoader());
System.out.println("============");
String extProperty = System.getProperty("java.class.path");
System.out.println(extProperty.replaceAll(":", System.getProperty("line.separator")));
复制代码

sun.misc.Launcher$AppClassLoader@18b4aac2
============
...
/Your/Project/Path/target/test-classes
/Your/Project/Path/target/classes
..
复制代码

public abstract class ClassLoader {
    private final ClassLoader parent;
    private ClassLoader(Void var1, ClassLoader var2) {
        this.parent = var2; // 第二个参数作为 parent
        // 准备其他数据结构 ...
    }
    protected ClassLoader(ClassLoader var1) { // 初始化传入的 var1 作为 parent 
        this(checkCreateClassLoader(), var1);
    }
    public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        return loadClass(name, false);
    }
    protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
        throws ClassNotFoundException
    {
        /**
         * 防止同一个类被重复加载，加载的类是单例。
         * 使用 synchronized 上锁，同时这里使用的是每一个类使用一个 Lock（以类名作为 key，锁对象作为 value 。存放在一个 ConcurrentHashMap 中），实现一个类只会被加载一次的同时多个类可以被同时加载。
         */
        synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
            // 先在当前的类加载器中检查该类是否已经被加载过，底层使用的是 findLoadedClass0 方法，如果有被加载过直接返回
            Class<?> c = findLoadedClass(name);
            if (c == null) {
                long t0 = System.nanoTime();
                try {
                    if (parent != null) {
                        // 如果在当前类加载器中没有找到，先委托 parent 对应的类加载器尝试进行类加载
                        c = parent.loadClass(name, false);
                    } else {
                        // 如果当前类没有 parent ，代表需要委托给 Bootstrap 加载器进行加载。
                        // 通过 parent 为空来代表应该往上委托给 Bootstrap ，而不使用 parent 指向 Bootstrap 加载器，是因为 Bootstrap 并不是在 Java 层实现的，在 Java 层没有对应的类
                        c = findBootstrapClassOrNull(name);
                    }
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                    // ClassNotFoundException thrown if class not found
                    // from the non-null parent class loader
                }
                // 如果还是没有则开始尝试真正的加载类
                if (c == null) {
                    long t1 = System.nanoTime();
                    // 默认实现为抛出 ClassNotFoundException 异常，该方法由具体的 ClassLoader 子类实现
                    c = findClass(name);
                    // 记录统计数据
                    sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
                }
            }
            if (resolve) {
                resolveClass(c);
            }
            return c;
      }
    }
}
复制代码

public class Launcher {
    ...
    // 默认的 ClassLoader 
    private ClassLoader loader;  
    public static Launcher getLauncher() {
        return launcher;
    }
    public Launcher() {
        // 声明一个 ExtClassLoader 
        Launcher.ExtClassLoader var1; 
        try {
            // 实例化 ExtClassLader，并不传入 parent ，则当 ExtClassLoader 往上委托的时候会给到 Bootstrap ClassLoader 
            var1 = Launcher.ExtClassLoader.getExtClassLoader(); 
        } catch (IOException var10) {
            throw new InternalError("Could not create extension class loader", var10);
        }
        try {
            // 设定 AppClassLoader 为默认 ClassLoader ，并设置 ExtClassLoader 为其的 parent 
            this.loader = Launcher.AppClassLoader.getAppClassLoader(var1); 
        } catch (IOException var9) {
            throw new InternalError("Could not create application class loader", var9);
        }
        // 准备 SecurityManager ...
    }
    ...
    static class AppClassLoader extends URLClassLoader {
        // 限定了 AppClassLoader 的查找路径 ... 
    }
    static class ExtClassLoader extends URLClassLoader {
        // 限定了 ExtClassLoader 的查找路径 ... 
    }
}
复制代码

public static void main(String[] args) throws Exception {
    Class dnsClazz = sun.net.spi.nameservice.dns.DNSNameService.class;
    Class customClazz = com.peterxx.Person.class;
    // 打印 ExtClassLoader 
    System.out.println(dnsClazz.getClassLoader()); 
    // 打印 AppClassLoader
    System.out.println(customClazz.getClassLoader());
    // 打印 null，代表会往上委托给 Bootstrap ClassLoader
    System.out.println(dnsClazz.getClassLoader().getParent());
    // 打印 ExtClassLoader
    System.out.println(customClazz.getClassLoader().getParent());
    // 打印 null，代表 ExtClassLoader 本身是由 Bootstrap ClassLoader 负责加载
    System.out.println(dnsClazz.getClassLoader().getClass().getClassLoader());
    // 打印 null，代表 AppClassLoader 本身是由 Bootstrap ClassLoader 负责加载
    System.out.println(customClazz.getClassLoader().getClass().getClassLoader());
}
复制代码

public abstract class ClassLoader {
    ...
    protected ClassLoader() {
        // 只要继承了 ClassLoader，默认构造方法会使用 getSystemClassLoader() 作为 parent
        this(checkCreateClassLoader(), getSystemClassLoader());
    }
    @CallerSensitive
    public static ClassLoader getSystemClassLoader() {
        initSystemClassLoader();
        if (scl == null) {
            return null;
        }
        SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
        if (sm != null) {
            checkClassLoaderPermission(scl, Reflection.getCallerClass());
        }
        return scl;
    }
    private static synchronized void initSystemClassLoader() {
        ...
        sun.misc.Launcher l = sun.misc.Launcher.getLauncher();
        if (l != null) {
                // 在 initSystemClassLoader 方法里面，会使用 sun.misc.Launcher 里的 classLoader ，而这个 classLoader 则为 AppClassLoader 
                scl = l.getClassLoader();
        }
        ...
    }
   ...
}
复制代码

boolean acceptsURL(String url) throws SQLException;
 DriverPropertyInfo[] getPropertyInfo(String url, java.util.Properties info)
                      throws SQLException;
 int getMajorVersion();
 int getMinorVersion();
 boolean jdbcCompliant();
 public Logger getParentLogger() throws SQLFeatureNotSupportedException;
复制代码

package com.mysql.cj.jdbc;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.SQLException;
public class Driver extends NonRegisteringDriver implements java.sql.Driver {
    public Driver() throws SQLException {
    }
    static {
        try {
            DriverManager.registerDriver(new Driver());
        } catch (SQLException var1) {
            throw new RuntimeException("Can't register driver!");
        }
    }
}
复制代码

// mysql 的 jar 包里面有 META-INF/services/java.sql.Driver 配置文件
➜  mysql-connector-java-7.0.19 tree META-INF/services
META-INF/services
└── java.sql.Driver
0 directories, 1 file
// 文件内容是具体的实现类类名
➜  mysql-connector-java-7.0.19 cat META-INF/services/java.sql.Driver
com.mysql.cj.jdbc.Driver%
复制代码

ServiceLoader<Driver> loadedDrivers = ServiceLoader.load(Driver.class);
             Iterator<Driver> driversIterator = loadedDrivers.iterator();
             try{
                 while(driversIterator.hasNext()) {
                     driversIterator.next();
                 }
             } catch(Throwable t) {
             // Do nothing
             }
             return null;
         }
     });
    ...
 }
复制代码