java类的加载 ,类加载器以及双亲委派机制详细介绍

1_类的加载

路径

类的加载过程
类的加载时机

类的加载

当程序在运行后，第一次使用某个类的时候，会将此类的class文件读取到内存，并将此类的所有信息存储到一个Class对象中

说明：Class对象是指java.lang.Class类的对象，此类由Java类库提供，专门用于存储类型的信息

类的加载机制

在以下情况下会加载类：

创建一个类的对象（第1次）
调用类的静态方法，静态变量（第1次）
使用一个类的子类时（第1次）
通过反射进行加载类

java命令执行某一个类（第1次）运行java程序

java 复制代码

public class HelloWorld{
    public static void main(String[] args){
        System.out.println("Hello World!");
    }
}

//编译： javac HelloWorld.java    //生成：HelloWorld.class  字节码文件
//运行： Java HelloWorld   //使用java命令执行HelloWorld类（默认调用main方法）
                          //底层： HelloWorld.main(null);

小结

问题1：Student.class文件中都包含什么内容？

构造方法、成员变量、成员方法

在jvm执行某个类时，如果该类是第一次被执行：

先把该类的.class文件读取到内存中
基于.class文件创建一个Class对象（方法区）
- Class对象中存储的是.class文件中的内容：构造方法、成员变量、成员方法
  - Class对象中存储的构造方法：构造器对象 Constructor对象
  - Class对象中存储的成员变量：字段对象 Field对象
  - Class对象中存储的成员方法：方法对象 Method对象

02_类加载器

路径

类加载器的作用
类加载器的分类
获取类加载器的方式

类加载器的作用

什么是类加载器？

加载器是Java运行时环境的一部分，负责加载字节码文件

类加载器的作用：

负责将磁盘上的某个class文件读取到内存并生成Class的对象

类加载器的分类：

Java中有三种类加载器，它们分别用于加载不同种类的class：

启动类加载器(Bootstrap ClassLoader)：用于加载系统类库<JAVA_HOME>\bin目录下的class，例如：rt.jar。
扩展类加载器(Extension ClassLoader)：用于加载扩展类库<JAVA_HOME>\lib\ext目录下的class。
应用程序类加载器(Application ClassLoader)：用于加载我们自定义类的加载器。

获取类加载器的方式

来自Class类型获取类加载器的方法：

java 复制代码

public ClassLoader getClassLoader()  //返回该类的类加载器
//有些实现可能使用null来表示引导类加载器(启动类加载器)
//如果该类由引导类加载器(启动类加载器)加载，则此方法在这类实现中将返回 null

代码实践：

java 复制代码

//自定义类型
class Student{
    private int age;
}

//测试类
public class Demo01 {
    public static void main(String[] args){
        //获取自定义类的类加载器
        //1. 先获取Student对应的Class对象
        Class<Student> cls = Student.class;  
        
        //2. 再通过该class对象获取类加载器
        ClassLoader loader = cls.getClassLoader();
        
        System.out.println("loader = "+loader);//ClassLoaders$AppClassLoader@2437c6dc

        
        //获取String类的类加载器
        ClassLoader loader2 = String.class.getClassLoader();
        System.out.println("loader2 = " + loader2);
    }
}

小结

类加载器的作用：

把硬盘上的.class文件读取到内存中并创建Class对象

类加载器可以分为3种：

引导类加载器(启动类加载器) 负载加载系统类库（java.lang包）
扩展类加载器负责加载jdk扩展的类库
应用程序类加载器负责加载程序员自己写的类

03_双亲委派机制

路径

3种类加载器的关系
双亲委派机制
双亲委派机制的好处

3种类加载器的关系

从上图可知，三种类加载器存在一定的关系：

应用程序类加载器的父级类加器是扩展类加载器
扩展类加载器的父级类加载器是启动类加载器

结论：这种关系称为类加载器的"双亲委派模型"

双亲委派机制

"双亲委派模型"的工作机制：

某个"类加载器"收到类加载的请求，它首先不会尝试自己去加载这个类，而是把请求交给父级类加载器
因此，所有的类加载的请求最终都会传送到顶层的"启动类加载器"中
如果"父级类加载器"无法加载这个类，然后子级类加载器再去加载

"双亲委派模型"中，除了顶层的启动类加载器外，其余的类加载器都应当有自己的"父级类加载器"

小结

双亲委派机制：

在使用一个类时，类并不会由应用程序类加载器来加载，而是由"双亲:启动类加载器、扩展类加载器"先来进行加载，当"双亲"无法加载时，才由应用程序类加载器来完成.class的加载及Class对象的创建