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什么是类加载?
类加载是一个将.class字节码文件实例化成Class对象并进行相关初始化过程。
说说类的加载过程?
类加载过程中,JVM会初始化继承树还没有被初始化过所有父类,并且会执行这个链路上所有未执行过的静态代码块,静态变量赋值语句等。某些类在使用时,也可以按需由类加载器进行加载。
Java 的类加载器是一个运行时核心基础设施模块,主要在启动进行类的Load,Link和Init ,即加载,链接,初始化。
第一步, Load 阶段读取类文件产生二进制流,并转化特定数据结构,初步校验 cafe babe 魔法数,常量池,文件长度,是否有父类等。然后创建对应的java.lang.Class实例。
第二步, Link阶段包括校验,准备解析三个步骤.校验是更为详细的校验.比如:final 是否合规,类型是否正确,静态变量是否合理等。
准备阶段是为静态变量分配内存,并设置默认值,解析类和方法确保类与类之间相互引用的正确性,完成内存的结构布局。
第三步, Init 阶段执行类构造器 方法,如果赋值运算是通过其他类的静态方法完成的,那么会马上解析另一个类,在虚拟机栈中执行完毕后返回值进行赋值
ClassLoader的作用是啥?
ClassLoader 的使用是提前加载.class 类文件存在内存中。
ClassLoader加载类涉及的模型?
双亲委托派模型。低层次的当前类加载器,不能覆盖高层次类加载器已经加载的类。如果低层次的类加载器想加载一个未知的类,要非常礼貌的向上逐步询问:请问,这个类已经加载过了吗?"被询问的高层次类加载器会问两个问题:第一次我是否一家在过这个类,如果没有,是否可以加载此类?如果党所偶高层次类加载器的两个问题上大的答案均为否时候,才可以让当前类加载器加载该未知类.知道顶层类加载器BootStrapClassLoader
小写 class 和 大写 Class 有啥区别?
全小写的class是关键字,用来定义类,而首字母大写的Class,它是所有class的类。这句话理解起来有难度
public class ClassTest { // 数组类型有一个魔法属性: length 来获取数组长度 private static int[] array = new int[3]; private static int length = array.length; // 任何小写 `class` 定义的类,也有一个魔法属性: class,来获取此类的大写 `Class` 类对象 private static Class<One> one = One.class; private static Class<Another> another = Another.class; public static void main(String[] args) { // 通过newInstance 方法创建 One 和 Another 的类引用(第一处) try { final One oneObj = one.getDeclaredConstructor().newInstance(); oneObj.call(); // 通过 one 这个大写的Class对象,获取私有成员属性对象Filed(第二处) final Another anotherObj = another.newInstance(); anotherObj.speak(); final Field inner = one.getDeclaredField("inner"); inner.setAccessible(true); inner.set(oneObj, "world changed."); // 成功修改类的私有属性 inner 变量值 为world changed System.out.println(oneObj.getInner()); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } class One { private String inner = "time files"; public void call() { System.out.println("hello world."); } public String getInner() { return inner; } } class Another { public void speak() { System.out.println("easy coding"); } } }
new 和 newInstance 的区别?
new 是强类型校验,可以调用任何构造方法,在使用new的时候,这个类可以没被加载过,而Class类的newInstance是弱类型,只能调用无参数构造方法,如果没有默认构造方法,就抛InstantiationException异常;
如果此构造方法没有权限访问,则抛出IllegalAcessExecption异常。Java通过类加载器把类的实现与类的定义进行解耦,所以是实现面向接口编程,依赖倒置的必然选择。
private 成员在类外是否可以修改?
通过inner.setAccessible(true)操作,即可使用Class类的set方法修改其值.如果没有就会抛出IllegalAcessExecption。
你知道的类加载器有哪些?
类加载器有着严格的等级制度,最高一层是家族威望最高的Bootstrap,它是在jvm启动时创建的,通常由于操作系统相关本地代码实现,负责装载最核心的Java类,比如:
Object,System,String等
第二层是在JDK9版本中,称为 Platform ClassLoader 即为平台类加载器,用以加载一些扩展的系统类,如:
XML,加密,压缩相关类
JDK9 之前的加载器是 Extention ClassLoader;
第三层是 Application ClassLoader 的应用类加载器,主要市价在用户定义的CLASSPATH路径的类。
- 第二,第三层类加载器为
Java语言实现,用户也可以自定义类加载器。
怎样解决类冲突或jar冲突?
在同一个工程内引用多个框架时,往往被迫进行类仲裁.按照某种规则jar包的版本被统一指定,导致应用程序出现异常,主流的类框架都会自定义类加载器,实现不同中间件的类隔离,避免了类冲突。
怎样防止源码泄漏?
Java代码容易被编译或篡改,可以进行编译加密。那么类加载器也需要自定义,还原加密字节码。
如何自定义类加载器?
自定义类加载器的步骤有如下:
- extends ClassLoader
- 重写 findClass()
- 调用definedClass()方法
public class CustomClassLoader extends ClassLoader { @Override protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException { final byte[] bytes = getClassFromCustomPath(name); if (bytes == null){ throw new FileNotFoundException(); }else { return defineClass(name,bytes,0,bytes.length); } throw new ClassNotFoundException(); } private byte [] getClassFromCustomPath(String name){ // 自定义路径中加载类 } public static void main(String [] args){ final CustomClassLoader customClassLoader = new CustomClassLoader(); try { final Class<?> one = Class.forName("One", true, customClassLoader); final Object o = one.newInstance(); System.out.println(o.getClass().getClassLoader()); } catch (ClassNotFoundException e) { e.printStackTrace(); } catch (IllegalAccessException e) { e.printStackTrace(); } catch (InstantiationException e) { e.printStackTrace(); } }
如何想在App启动的时候观察加载了哪个jar包中的哪个类?
增加 -XX: + TracerClasLoading 参数,此参数在解决类冲突时非常实用,毕竟不同JVM环境对于加载类的顺序并非一致的。
有时想观察特定类加载上下文,由于加载数量众多,调试的时候很难捕捉类的加载过程,这时候可以使用条件断点功能
在使用ClassLoder进行类加载过程,有没有哪些地方违背了双亲委派模型?
在本地类加载的方式一般我们是这么使用的:
// 正在使用的类加载器:AppClassLoader ClassLoader c = MicroKibaco.class.getClassLoader(); // AppClassLoader 的父加载器 PlatformClassLoader ClassLoader c1 = c.getParent(); // PlatformClassLoader 的父加载器是BootStrap.它是c++实现的,返回null ClassLoader c2 = c1.getParent();
最高一层BootStrap是通过 c++ 实现的,并不存在JVM体系内,所以输出为null,类加载具有等级制度,但是并非继承关系,以组合方式复用父加载器的功能,这也符合组合有限原则。
但是双亲委派模型并不是强制必须的,对于自己加载不了的类怎么办?直接用线程上下文类加载器完成,通过:
ClassLoader cl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
这条语句获取本地线程然后实现上下类加载。 所以这个地方 Bootstrap Classloader加载器拿到了 Application ,ClassLoader 加载器应该加载的类，就打破了双亲委派模型。
为什么要用双亲委派模型?好处是什么?
防止内存中出现多份同样的字节码文件,没法保证类的唯一性,而且如果不使用双亲委派模型,会给JVM虚拟机带来安全隐患,所以要让类的比较有意义前提是被同一个ClassLoader进行加载。
