JVM知识体系学习二：ClassLoader 类加载器、类加载器层次、类过载过程之双亲委派机制、类加载范围、自定义类加载器、编译器、懒加载模式、打破双亲委派机制-阿里云开发者社区

前言

切换jdk版本，我目前用的是最高版本18，但是学习需要改成8版本：JDK不同版本切换
本博文主要讲解：类初始化过程中的 ==类加载的过程细节，也就是 ClassLoader ==

一、类初始化之类加载

1、总述

在这里插入图片描述
编译好的class文件默默的趟在了硬盘上，怎样才可以到内存里并准备好呢，如图三大步所示，解析如下：

loading：把class文件 load 到 内存
linking：
1. verification：校验，加载的class 是否符合class文件的标准，比如，一个文件的开头不是CAFEBABE，说明不是class文件，则校验失败。
2. preparation：很重要，把静态变量赋默认值。比如：如果类中有 i=8，在这里会给i赋值0，并不会在这儿赋值8
3. resolution：class文件里常量池里面用的到 符号引用转换成访问到的内存地址的内容
  将类、方法、属性等 符号引用 解析为 直接引用。常量池中的各种符号引用解析为指针、偏移量等内存地址的直接引用
  源码的体现如下：
initializing：调用静态代码块为静态变量赋值为初始值。

2、类加载器

JVM本身有一个类加载器的层次，类加载器就是一个普通的class，分别加载不同的class类。
JVM所有的class都是被类加载器加载到内存的，类加载器 简单称为ClassLoader。
不同的类被不同的类加载器加载到内存。
下图中，CustomClassLoader的父加载器是 Application，其父加载器是 Extension 加载器，其父加载器是Bootstrap 加载器，这里指的是父类加载器，并无继承关系。

在这里插入图片描述

有一个顶级的抽象父类如下：
如何看类是被哪个ClassLoader加载到内存的呢，很简单，看下面代码。一个类被扔到内存之后会有两块内容，第一块内容是把二进制的内容放到内存里；第二块内容与之同时生成了class类的对象，指向了第一块内容。以后我们写的对象去访问第二块内容生成的对象，然后在引用第一块内容。第一块内容是在metespace（元空间）中。

    package com.mashibing.jvm.c2_classloader;

    public class T002_ClassLoaderLevel {
        public static void main(String[] args) {
            System.out.println(String.class.getClassLoader());
            String i = "sd";
            // 第二种方式
            System.out.println(i.getClass().getClassLoader());
            System.out.println(sun.awt.HKSCS.class.getClassLoader());
            // ext 下的，但是目前我电脑上没有。
    //        System.out.println(sun.net.spi.nameservice.dns.DNSNameService.class.getClassLoader());

            // 自己写的类，是由Application 加载的
            System.out.println(T002_ClassLoaderLevel.class.getClassLoader());
            System.out.println(T002_ClassLoaderLevel.class.getClassLoader().getClass().getClassLoader());
            System.out.println(new T006_MSBClassLoader().getParent());
            System.out.println(ClassLoader.getSystemClassLoader());
        }
    }

下图可见，有两个，一个null，一个 AppClassLoader。接下来就要说类加载器的层次啦

3、类加载器层次

类加载器是分成不同的层次来加载的，不同的类加载器加载不同的class类（上面也说过啦）

最顶层的叫Bootstrap，最开始的类加载器，负责加载JDK里面最核心的那些jar文件里包类，又c++实现的类加载器，通过ClassLoader 拿到类加载器的结果是null的时候，就是最顶级类加载器
其次是 Extension，ext扩展类加载器，负责加载扩展包里的类文件，在java安装路径中有个ext 文件，就是扩展包。
然后就是Appcliaction，加载classpath 指定内容，我们写的类默认在这个路径里。
最后就是自定义类加载器：CustomClassLoader。自定义的ClassLoader。
- 加载过程是双亲委派机制（下一节讲）

4、网络上错误的继承关系

下图在很多地方有出现，这是错误的，并无继承关系，只是在语法上有基础之意。
在这里插入图片描述

二、类加载器详情

1、加载过程之双亲委派机制

class 文件编译后，需要加载到内存，如何加载呢，就是双亲委派机制来进行加载。

a、双亲委派机制

在这里插入图片描述

结合上图，
如果有个类，要加载到内存中，先从最下边的左边

的CustomClassLoader 去加载，CustomClassLoader 看缓存里是否加载了，如果没有；
问父加载器 ApplicationClassLoader 有没有加载进来，ApplicationClassLoader 看缓存里是否加载了，如果没有；
问父加载器 ExtensionClassLoader 有没有加载进来，ExtensionClassLoader 看缓存里是否加载了，如果没有；
问父加载器 BootstrapClassLoader 有没有加载进来，BootstrapClassLoader 看缓存里是否加载了，如果没有。
则从右边回过头来往下走看是否是 BootstrapClassLoader 应该加载的类，如果不是；
则往下来看是否是ExtensionClassLoader 应该加载的类，如果不是；
则往下来看是否是ApplicationClassLoader 应该加载的类，如果不是；
则往下来看是否是 CustomCLassLoader 应该加载的类，如果是则加载进来
如果还不是，则报错：ClassNotFoundException...
这就是双亲委派进制
对应的代码是 ClassLoader.loadClass()，通过递归来实现的。

b、类加载过程

也就是双亲委派机制，如下图，更加清晰明了。
在这里插入图片描述

这里的缓存是：自己的类加载器所维护的容器，一个数组。将加载的类文件都放里面了。
双亲：是指从子加载器 到 父加载器 ，再从 父加载器 到 子加载器。不要再上面加类，这里和类是没有关系的。（这里的翻译是比较怪的）
面试题必问之一：为什么要搞双亲委派机制，这么麻烦，直接放到容器不行吗？

答：因为安全，假如用反证法，假如给你任何一个class，你自定义的class，都可以自由的把它 load 到内存，那么给这么一个类：java.lang.String，自定义的类，直接将oracle内部写的类覆盖掉。按说不应该，需要看其他ClassLoader 是否加载了这个类，如果加载了就不用下载了。

2、父加载器

父加载器
- 父加载器不是“类加载器的加载器”！！！！！也不是“类加载器的父类加载器”
双亲委派是一个孩子向父亲方向，然后父亲向孩子方向的双亲委派过程
思考：为什么要搞双亲委派
- – java.lang.String类由自定义类加载器加载行不行？（2.2中给出了问答）
后来 8版本以后 ExtClassLoader 变成了 PlatformClassLoader。

package com.mashibing.jvm.c2_classloader;

public class T004_ParentAndChild {
    public static void main(String[] args) {
        //AppClassLoader
        System.out.println(T004_ParentAndChild.class.getClassLoader());
        // AppClassLoader 的class 的 classLoader 是null
        System.out.println(T004_ParentAndChild.class.getClassLoader().getClass().getClassLoader());
        // AppClassLoader 的父加载器 是 PlatformClassLoader （原来是Ext）
        System.out.println(T004_ParentAndChild.class.getClassLoader().getParent());
        // null,类似于上面第二个
        System.out.println(T004_ParentAndChild.class.getClassLoader().getParent().getParent());
        // 空指针报错
        //System.out.println(T004_ParentAndChild.class.getClassLoader().getParent().getParent().getParent());
    }
}

java18版本
在这里插入图片描述
8版本如下图所示
ExtensionClassLoader 和 PlatformCLassLoader 是等价的，8版本之后

Launcher 类所在的包是sun.misc。

3、类加载器范围

a、三个类加载器：

1. Bootstrap 
2. ExtensionClassLoader
3. AppClassLoader

b、 `sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@1b6d3586` 解析如下

三个类加载器都在 Launcher 类中,为其内部类，$ 符号 后面的是加载器名称，也是内部类类名，@符号 后面的该类具体的 哈希code码。

c、 Launcher类源码如下

在这里插入图片描述
（来自Launcher源码）

sun.boot.class.path
- Bootstrap ClassLoader加载器的加载路径
- 截图如下：
java.ext.dirs
- ExtensionClassLoader加载器的加载路径
- 截图如下：
java.class.path
- AppClassLoader加载器的加载路径
- 截图如下：

d、三类加载器加载的包位置

找到对应的包，然后用换行符替换分号，便于可视化观看。

package com.mashibing.jvm.c2_classloader;

public class T003_ClassLoaderScope {
    public static void main(String[] args) {
        String pathBoot = System.getProperty("sun.boot.class.path");
        System.out.println(pathBoot.replaceAll(";", System.lineSeparator()));

        System.out.println("--------------------");
        String pathExt = System.getProperty("java.ext.dirs");
        System.out.println(pathExt.replaceAll(";", System.lineSeparator()));

        System.out.println("--------------------");
        String pathApp = System.getProperty("java.class.path");
        System.out.println(pathApp.replaceAll(";", System.lineSeparator()));
    }
}

打印如下

"C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\bin\java.exe" "-javaagent:D:\devApp\idea\IntelliJ IDEA Educational Edition 2022.1\lib\idea_rt.jar=52418:D:\devApp\idea\IntelliJ IDEA Educational Edition 2022.1\bin" -Dfile.encoding=UTF-8 -classpath "C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\charsets.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\deploy.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\ext\cldrdata.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\ext\dnsns.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\ext\jaccess.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\ext\jfxrt.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\ext\localedata.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\ext\nashorn.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\ext\sunec.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\ext\sunmscapi.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\ext\zipfs.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\javaws.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\jce.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\jfr.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\jfxswt.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\jsse.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\management-agent.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\plugin.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\resources.jar;C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\rt.jar;E:\msb\学习路线\chapter03_JVM\(剪) JVM调优第一版\out\production\JVM" com.mashibing.jvm.c2_classloader.T003_ClassLoaderScope
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\resources.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\rt.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\jsse.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\jce.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\charsets.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\jfr.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\classes
--------------------
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\ext
C:\Windows\Sun\Java\lib\ext
--------------------
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\charsets.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\deploy.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\ext\access-bridge-64.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\ext\cldrdata.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\ext\dnsns.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\ext\jaccess.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\ext\jfxrt.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\ext\localedata.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\ext\nashorn.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\ext\sunec.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\ext\sunjce_provider.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\ext\sunmscapi.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\ext\sunpkcs11.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\ext\zipfs.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\javaws.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\jce.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\jfr.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\jfxswt.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\jsse.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\management-agent.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\plugin.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\resources.jar
C:\Program Files\Java\jdk1.8.0_351\jre\lib\rt.jar
E:\msb\学习路线\chapter03_JVM\(剪) JVM调优第一版\out\production\JVM
D:\devApp\idea\IntelliJ IDEA Educational Edition 2022.1\lib\idea_rt.jar

进程已结束,退出代码0

这里有个重点：
这里是当前项目的路径，也会从这里加载，所以我们写的代码也属于APPClassLoader 类加载器啦。
最下面那个就是idea的路径啦。
在这里插入图片描述

4、自定义类加载器

a、三步

继承 ClassLoader 类
重写模板方法 findClass
- 调用 defineClass
自定义类加载器加载自加密的class
- 防止反编译
- 防止篡改

b、案例：加载其他类

package com.mashibing.jvm.c2_classloader;

public class T005_LoadClassByHand {
    public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException {
        Class clazz = T005_LoadClassByHand.class.getClassLoader().loadClass("com.mashibing.jvm.c2_classloader.T002_ClassLoaderLevel");
        System.out.println(clazz.getName());

        //利用类加载器加载资源，参考坦克图片的加载
        //T005_LoadClassByHand.class.getClassLoader().getResourceAsStream("");
    }
}

在这里插入图片描述

T005_LoadClassByHand.class.getClassLoader() 获取的是APPClassLoader 类加载器，
通过 loadClass 方法进行加载指定的 T002_ClassLoaderLevel类。然后将此类加载进来。
将此类加载到内存，会返回class 对象：com.mashibing.jvm.c2_classloader.T002_ClassLoaderLevel

题外话：loadClass() 是反射的基石。
什么时候去加载一个类呢？
spring 有一个动态代理，会自动加载。

c、读loadClass源码

在这里插入图片描述

先加锁 synchronized，以防加载过程中，其他类在加载
首先 findLoadedClass，先查看是否加载过了，如果没有加载过，在进行加载。底边源码直接到native了
父加载器再进行查找，看是否加载了，进入递归模式委派机制，
如果没有找到在回来进行加载类 findClass。
所以，如果自定义类加载器，则重写 findClass方法即可。（在上图中的最下面）
这里是自定义 ClassLoader ，但还是在上面的双亲委派机制下的自定义类加载器。（下面会有一个打破双亲委派机制的案例和应用）

d、自定义类加载器

d盘下的Hello.class
在这里插入图片描述

package com.mashibing.jvm;

public class Hello {
    public Hello() {
    }

    public void m() {
        System.out.println("Hello JVM!");
    }
}

自定义的 ClassLoader

package com.mashibing.jvm.c2_classloader;

import com.mashibing.jvm.Hello;

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;

public class T006_MSBClassLoader extends ClassLoader {

    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        File f = new File("d:/test/", name.replace(".", "/").concat(".class"));
        try {
            FileInputStream fis = new FileInputStream(f);
            ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
            int b = 0;

            while ((b=fis.read()) !=0) {
                baos.write(b);
            }

            byte[] bytes = baos.toByteArray();
            baos.close();
            fis.close();//可以写的更加严谨

            return defineClass(name, bytes, 0, bytes.length);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return super.findClass(name); //throws ClassNotFoundException
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ClassLoader l = new T006_MSBClassLoader();
        Class clazz = l.loadClass("com.mashibing.jvm.Hello");
        Class clazz1 = l.loadClass("com.mashibing.jvm.Hello");

        System.out.println(clazz == clazz1);

        Hello h = (Hello)clazz.newInstance();
        h.m();

        System.out.println(l.getClass().getClassLoader());
        System.out.println(l.getParent());

        System.out.println(getSystemClassLoader());
    }
}

在这里插入图片描述

e、加载流程

从底层加载器到顶级加载器检查对应缓存看是否加载过。先进入到自定义类加载器看是否有没有被加载，若没有，则到父加载器APPClassLoader ，若APPClassLoader也没有加载过，则到其父加载器ExtCLassLoader，若ExtClassLoader也没有加载过，则到顶级父类加载器 BootstrapClassLoader ，若也没有加载。则进行下面的加载逻辑
再从顶级加载器到底层加载器开始加载该类。该类BootstrapClassLoader 加载器看到该类（D:\test\com\mashibing\jvm\Hello.class）不属于自己的加载路径，则交给ExtClassLoader加载器，ExtClassLoader 发现也不属于自己的加载路径，则交给APPClassLoader加载器，但APPClassLoader 加载器发现也不属于自己的加载路径，则交给自定义加载路径。然后加载。
然后从自定义的 findClass()去定义class并进行返回。
因为还是双亲委派机制下的自定义类加载器，所以 clazz 加载后，在加载 clazz1 ，后者就是走的前者加载后的缓存机制，也就是双亲委派机制在起作用。所以会输出 TRUE。

5、加密

加密，进行了异或操作。

package com.mashibing.jvm.c2_classloader;

import com.mashibing.jvm.Hello;

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;

public class T007_MSBClassLoaderWithEncription extends ClassLoader {

    public static int seed = 0B10110110;

    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        File f = new File("c:/test/", name.replace('.', '/').concat(".msbclass"));

        try {
            FileInputStream fis = new FileInputStream(f);
            ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
            int b = 0;

            while ((b=fis.read()) !=0) {
                baos.write(b ^ seed);
            }

            byte[] bytes = baos.toByteArray();
            baos.close();
            fis.close();//可以写的更加严谨

            return defineClass(name, bytes, 0, bytes.length);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return super.findClass(name); //throws ClassNotFoundException
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {

        encFile("com.mashibing.jvm.hello");

        ClassLoader l = new T007_MSBClassLoaderWithEncription();
        Class clazz = l.loadClass("com.mashibing.jvm.Hello");
        Hello h = (Hello)clazz.newInstance();
        h.m();

        System.out.println(l.getClass().getClassLoader());
        System.out.println(l.getParent());
    }

    private static void encFile(String name) throws Exception {
        File f = new File("c:/test/", name.replace('.', '/').concat(".class"));
        FileInputStream fis = new FileInputStream(f);
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File("c:/test/", name.replaceAll(".", "/").concat(".msbclass")));
        int b = 0;

        while((b = fis.read()) != -1) {
            fos.write(b ^ seed);
        }

        fis.close();
        fos.close();
    }
}

6、编译器

a、编译器描述

java 是解释执行的，class文件load到内存，可以通过java解释器 interpret 解释执行。

java有一个 JIT（just in time）编译器，有某些代码需要编译成为本地代码，相当于exe，java代码也可以编译成为本地代码来执行。

所以java是即可以解释也可以编译。默认是混合模式。

解释器
- bytecode intepreter
JIT
- Just In-Time compiler ：即时编译器。
混合模式
- 混合使用解释器 + 热点代码编译 （代码先解释执行，发现有一段代码执行了上万次，则编译成本地代码执行）
- 起始阶段采用解释执行
- 热点代码检测（如果确定热点代码呢？）
  - 多次被调用的方法（方法计数器：监测方法执行频率）
  - 多次被调用的循环（循环计数器：检测循环执行频率）
  - 进行编译

在这里插入图片描述

-Xmixed 默认为 混合模式
- 开始解释执行，启动速度较快对热点代码实行检测和编译
-Xint 使用解释模式
- 启动很快执行稍慢
-Xcomp 使用纯编译模式
- 执行很快，启动很慢
exe 是 Windows 的本地代码格式，Linux 的本地代码格式是elf。

b、小案例

package com.mashibing.jvm.c2_classloader;

public class T009_WayToRun {
    public static void main(String[] args) {
        for(int i=0; i<10_0000; i++)
            m();

        long start = System.currentTimeMillis();
        for(int i=0; i<10_0000; i++) {
            m();
        }
        long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(end - start);
    }

    public static void m() {
        for(long i=0; i<10_0000L; i++) {
            long j = i%3;
        }
    }
}

代码中m()方法重复执行了很多遍。所以会是编译执行
其中的long start = System.currentTimeMillis();会是解释执行
下图是该类运行的配置，红框中是没有参数的，说明是 默认的混合模式（解释+编译），执行大约是4秒左右。
然后修改配置为解释编译如下，-Xint 是纯解释型。没有内部编译的过程。大约4.5左右。
改成编译模式，-Xcomp 大约4秒，显示区别不大，但是类特别多的情况下，区别还是很大的。

7、JVM的懒加载模式

a、懒加载

严格讲应该叫 lazyInitializing。
JVM 规范并没有规定何时加载。
JVM 严格规定了什么时候必须初始化。（五种情况进行懒加载）
- new getstatic putstatic invokestatic 指令，访问final变量除外
- java.lang.reflect 对类进行反射调用时
- 初始化子类的时候，父类首先初始化
- 虚拟机启动时，被执行的主类必须初始化
- 动态语言支持 java.lang.invoke.MethodHandle 解析的结果为
  - REF_getstatic REF_putstatic REF_invokestatic的方法句柄时，该类必须初始化
按需加载

b、案例代码

package com.mashibing.jvm.c2_classloader;

/**
 * 严格讲应该叫 lazy initialzing，
 * 因为java虚拟机规范并没有严格规定什么时候必须 loading,但严格规定了什么时候 initialzing
 */
public class T008_LazyLoading {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        P p;
        X x = new X();
        System.out.println(P.i);
        System.out.println(P.j);
        Class.forName("com.mashibing.jvm.c2_classloader.T008_LazyLoading$P");

    }

    public static class P {
        final static int i = 8;
        static int j = 9;
        static {
            System.out.println("P");
        }
    }

    public static class X extends P {
        static {
            System.out.println("X");
        }
    }
}

在这里插入图片描述

三、本章总结

1、加载过程

Loading
1. 双亲委派，主要出于安全来考虑
2. LazyLoading 五种情况
  - –new getstatic putstatic invokestatic指令，访问final变量除外
  - –java.lang.reflect对类进行反射调用时
  - –初始化子类的时候，父类首先初始化
  - –虚拟机启动时，被执行的主类必须初始化
  - –动态语言支持java.lang.invoke.MethodHandle解析的结果为REF_getstatic REF_putstatic REF_invokestatic的方法句柄时，该类必须初始化
3. ClassLoader的源码
  - findInCache -> parent.loadClass -> findClass()
4. 自定义类加载器
  1. extends ClassLoader
  2. overwrite findClass() -> defineClass(byte[] -> Class clazz)
  3. 加密
  4. 第一节课遗留问题：parent是如何指定的，打破双亲委派，学生问题桌面图片
    1. 用super(parent)指定
    2. 双亲委派的打破
      1. 如何打破：重写loadClass（）
      2. 何时打破过？
        
        JDK1.2之前，自定义ClassLoader都必须重写loadClass()
        
        ThreadContextClassLoader可以实现基础类调用实现类代码，通过thread.setContextClassLoader指定
        
        热启动，热部署
        
        osgi tomcat 都有自己的模块指定classloader（可以加载同一类库的不同版本）
```
5. 混合执行 编译执行 解释执行

   1. 检测热点代码：-XX:CompileThreshold = 10000
```
1. Linking
  1. Verification
    1. 验证文件是否符合JVM规定
  2. Preparation
    1. 静态成员变量赋默认值
  3. Resolution
    1. 将类、方法、属性等符号引用解析为直接引用
      常量池中的各种符号引用解析为指针、偏移量等内存地址的直接引用
2. Initializing
  1. 调用类初始化代码，给静态成员变量赋初始值

2、小总结：

load - 默认值 - 初始值
new - 申请内存 - 默认值 - 初始值

四、打破双亲委派机制-热部署应用

1、双亲委派机制案例

a、自定义类加载器：T006_MSBClassLoader

package com.mashibing.jvm.c2_classloader;

import com.mashibing.jvm.Hello;

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;

public class T006_MSBClassLoader extends ClassLoader {

    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
        File f = new File("d:/test/", name.replace(".", "/").concat(".class"));
        try {
            FileInputStream fis = new FileInputStream(f);
            ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
            int b = 0;

            while ((b=fis.read()) !=0) {
                baos.write(b);
            }

            byte[] bytes = baos.toByteArray();
            baos.close();
            fis.close();//可以写的更加严谨

            return defineClass(name, bytes, 0, bytes.length);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return super.findClass(name); //throws ClassNotFoundException
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ClassLoader l = new T006_MSBClassLoader();
        Class clazz = l.loadClass("com.mashibing.jvm.Hello");
        Class clazz1 = l.loadClass("com.mashibing.jvm.Hello");

        System.out.println(clazz == clazz1);

        Hello h = (Hello)clazz.newInstance();
        h.m();

        System.out.println(l.getClass().getClassLoader());
        System.out.println(l.getParent());

        System.out.println(getSystemClassLoader());
    }
}

在这里插入图片描述

b、双亲委派机制代码

package com.mashibing.jvm.c2_classloader;

public class T011_ClassReloading1 {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        T006_MSBClassLoader msbClassLoader = new T006_MSBClassLoader();
        Class clazz = msbClassLoader.loadClass("com.mashibing.jvm.Hello");

        msbClassLoader = null;
        System.out.println(clazz.hashCode());

        msbClassLoader = null;

        msbClassLoader = new T006_MSBClassLoader();
        Class clazz1 = msbClassLoader.loadClass("com.mashibing.jvm.Hello");
        System.out.println(clazz1.hashCode());

        System.out.println(clazz == clazz1);
    }
}

在这里插入图片描述
解析：
因为自定义类加载器时，重写的是 findClass() 方法，所以执行的还是双亲委派机制。所以第二次 msbClassLoader = new T006_MSBClassLoader();的时候，先进行查找是否加载过，加载过的话就找到直接返回。
因为第一次new加载过了，所以第二次new就不用加载了，找到直接返回即可。
所以打印的两个hashcode值是一样的，而且返回TRUE。

2、打破双亲委派机制

这里重写的是 loadClass() 方法，所以就双亲委派机制就被我们给替代了（因为源代码中，双亲委派机制是在 loadClass() 方法中的，这里重新了，需要我们自定义加载机制了，所以这里就可以打破双亲委派机制啦）。

package com.mashibing.jvm.c2_classloader;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;

public class T012_ClassReloading2 {
    private static class MyLoader extends ClassLoader {
        @Override
        public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {

            File f = new File("d:/test/" + name.replace(".", "/").concat(".class"));

            if(!f.exists()) return super.loadClass(name);

            try {

                InputStream is = new FileInputStream(f);

                byte[] b = new byte[is.available()];
                is.read(b);
                return defineClass(name, b, 0, b.length);
            } catch (IOException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            return super.loadClass(name);
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        MyLoader m = new MyLoader();
        Class clazz = m.loadClass("com.mashibing.jvm.Hello");

        m = new MyLoader();
        Class clazzNew = m.loadClass("com.mashibing.jvm.Hello");

        System.out.println(clazz == clazzNew);
    }
}

在这里插入图片描述

解析：
首先自定义类加载器时，这里重写的是 loadClass，所以就不会走源代码写死的双亲委派机制。

所以这里加载的逻辑是：如果类文件不存在则交给父类加载器去加载，但是一旦类文件存在，则直接加载到内存。所以就会出现，只要是自己的类文件则一定会加载。

所以这里返回的FALSE，因为两次new 都是重新加载到内存的

所以热部署的应用也是依靠这个打破双亲委派机制而进行改造的。

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JVM知识体系学习二：ClassLoader 类加载器、类加载器层次、类过载过程之双亲委派机制、类加载范围、自定义类加载器、编译器、懒加载模式、打破双亲委派机制

前言

一、类初始化之 类加载

1、总述

2、类加载器

3、类加载器层次

4、网络上错误的继承关系

二、类加载器 详情

1、加载过程之双亲委派机制

a、双亲委派机制

b、类加载过程

2、父加载器

3、类加载器范围

a、三个类加载器：

b、 sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@1b6d3586 解析如下

c、 Launcher类源码如下

d、三类加载器加载的包位置

4、自定义类加载器

a、三步

b、案例：加载其他类

c、读loadClass源码

d、自定义类加载器

e、加载流程

5、加密

6、编译器

a、编译器描述

b、小案例

7、JVM的懒加载模式

a、懒加载

b、 案例代码

三、本章总结

1、加载过程

2、小总结：

四、打破双亲委派机制-热部署应用

1、双亲委派机制案例

a、自定义类加载器：T006_MSBClassLoader

b、双亲委派机制代码

2、打破双亲委派机制

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b、 `sun.misc.Launcher$ExtClassLoader@1b6d3586` 解析如下

b、案例代码