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7、虚拟机类加裁机制

yilee
2023-04-04 / 0 评论 / 0 点赞 / 69 阅读 / 0 字 / 正在检测是否收录...
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本文最后更新于2024-05-31,若内容或图片失效,请留言反馈。 部分素材来自网络,若不小心影响到您的利益,请联系我们删除。

第七章 虚拟机类加裁机制

7.1 概述

​ 虚拟机把描述类的数据从C lass 文件加载到内存,并对数据进行校验、转换解析和初始化,最终形成可以被虚拟机直接使用的Java 类型,这就是虚拟机的类加载机制。

​ 在Java 语言里面,类型的加载、连接和初始化过程都是在程序运行期间完成的,这种策略虽然会令类加载时稍微增加一些性能开销,但是会为Java 应用程序提供高度的灵活性, Java 里天生可以动态扩展的语言特性就是依赖运行期动态加载和动态连接这个特点实现的。

7.2 类加载的时机

​ 类从被加载到虚拟机内存中开始,到卸载出内存为止,它的整个生命周期包括:加载( Loading )、验证(Verification )、准备( Preparation )、解析( Resolution )、初始化 (Initialization )、使用( Using )和卸载( Unloading) 7 个阶段,其中验证、准备、解析3 个部分统称为连接( Linking )。

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​ 解析阶段在某些情况下可以在初始化阶段之后再开始,这是为了支持Java 语言的运行时绑定(也称为动态绑定或晚期绑定) 。这些阶段通常都是五相交叉地混合式进行的,通常会在一个阶段执行的过程中调用、激活另外一个阶段。

初始化阶段开始的五种情况:

  • 遇到 new 、getstatic 、putstatic 或 invokestatic 这4 条字节码指令时,如果类没有进行过初始化,则需要先触发其初始化。【➀ 使用new关键宇实例化对象的时候; ➁ 读取或设置一个类的静态字段的时候; ➂调用一个类的静态方法的时候】
  • 使用java.lang.reflect 包的方法对类进行反射调用的时候,如果类没有进行过初始化,则需要先触发其初始化。
  • 当初始化一个类的时候,如果发现其父类还没有进行过初始化,则需要先触发其父类的初始化。
  • 当虚拟机启动时,用户需要指定一个要执行的主类(包含main()方法的那个类),虚拟机会先初始化这个主类。
  • 当使用JDK 1.7 的动态语言支持时,如果一个java. lang.invoke.MetbodHandle 实例最后的解析结果REF_getStatic 、REF_putStatic 、REF_invokeStatic 的方法句柄,并且这个方法句柄所对应的类没有进行过初始化,则需要先触发其初始化。

7.3 类加载的过程

  1. 加载

    “加载”是“类加载” ( Class Loading )过程的一个阶段,加载阶段,虚拟机需要完成:

    • 通过一个类的全限定名来获取定义此类的二进制字节流。
    • 将这个字节流所代表的静态存储结构转化为方法区的运行时数据结构。
    • 在内存中生成一个代表这个类的java.lang.Class 对象,作为方法区这个类的各种数据的访问人口。

    ​ 通过一个类的全限定名来获取定义此类的二进制字节流并没有指明要从哪里获取,其获取方式很多,主要的方式如下:

    • 从ZIP 包中读取,这很常见,最终成为日后JAR 、EAR 、WAR 格式的基础。
    • 从网络中获取,这种场景最典型的应用就是Applet 。
    • 运行时计算生成,这种场景使用得最多的就是动态代理技术,在java.lang.reflect.Proxy 中,就是用了ProxyGenerator.generateProxyClass 来为特定接口生成形式为“* $Proxy ”的代理类的二进制字节流。
    • 由其他文件生成,典型场景是JSP 应用,即由JSP 文件生成对应的Class 类。
    • 从数据库中读取,这种场景相对少见些,例如有些中间件服务器(如SAP Netweaver)可以选择把程序安装到数据库中来完成程序代码在集群间的分发。
    • ……

    ​ 非数组类的加载阶段是开发人员可控性最强的,开发人员可以通过定义自己的类加载器去控制字节流的获取方式( 即重写一个类加载器的 loadClass() 方法) 。

    ​ 对于数组类而言,情况就有所不同,数组类本身不通过类加载器创建,它是由Java 虚拟机直接创建的。但数组类的元素类型( E lementType ,指的是数组去掉所有维度的类型)最终是要靠类加载器去创建,一个数组类( 下面简称为C )创建过程就遵循以下规则:

    • 如果数组的组件类型( Component Type ,指的是数组去掉一个维度的类型)是引用类型,那就递归采用本节中定义的加载过程去加载这个组件类型,数组C 将在加载该组件类型的类加载器的类名称空间上被标识。
    • 如果数组的组件类型不是引用类型(例如 int[] 数组), Java 虚拟机将会把数组C 标记为与引导类加载器关联。
    • 数组类的可见性与它的组件类型的可见性一致,如果组件类型不是引用类型,那数组类的可见性将默认为public 。

    ​ 加载阶段完成后,虚拟机外部的二进制字节流就按照虚拟机所需的格式存储在方法区之中,然后在内存中实例化一个 java.lang.Class 类的对象,这个对象将作为程序访问方法区中的这些类型数据的外部接口。加载阶段与连接阶段的部分内容(如一部分字节码文件格式验证动作)是交叉进行的, 但这些夹在加载阶段之中进行的动作,仍然属于连接阶段的内容,这两个阶段的开始时间仍然保持着固定的先后顺序。

  2. 验证

    ​ 验证是连接阶段的第一步,这一阶段的目的是为了确保Class 文件的字节流中包含的信息符合当前虚拟机的要求,并且不会危害虚拟机自身的安全。

    ​ Java 语言本身是相对安全的语言,使用纯粹的 Java 代码无法做到诸如访问数组边界以外的数据等,但Class 文件并不一定要求用Java 源码编译而来,可以使用任何途径产生Class 文件。在字节码语言层面上,上述Java 代码无法做到的事情都是可以实现的,因此验证是虚拟机对自身保护的一项重要工作。

    验证阶段大致上会完成下面4 个阶段的检验动作:

    • 文件格式验证:验证字节流是否符合Class 文件格式的规范,并且能被当前版本的虚拟机处理,只有通过了这个阶段的验证后,字节流才会进入内存的方法区中进行存储

      • 是否以魔数OxCAFEBABE 开头。
      • 主、次版本号是否在当前虚拟机处理范围之内。
      • 常量池的常量中是否有不被支持的常量类型(检查常量tag 标志〉。
      • 指向常量的各种索引值中是否有指向不存在的常量或不符合类型的常量。
      • CONSTANT_Utf8_info 型的常量中是否有不符合UTF8 编码的数据。
      • Class 文件中各个部分及文件本身是否有被删除的或附加的其他信息。
      • ……
    • 元数据验证:对字节码描述的信息进行语义分析,以保证其描述的信息符合Java 语言规范的要求,主要目的是对类的元数据信息进行语义校验,保证不存在不符合Java 语言规范的元数据信息。

      • 这个类是否有父类(除了java.lang.Object 之外,所有的类都应当有父类)。
      • 这个类的父类是否继承了不允许被继承的类(被final 修饰的类)。
      • 如果这个类不是抽象类,是否实现了其父类或接口之中要求实现的所有方法。
      • 类中的字段、方法是否与父类产生矛盾(例如覆盖了父类的final 字段,或者出现不符合规则的方法重载,例如方法参数都一致,但返回值类型却不同等〉。
      • ……
    • 字节码验证:对类的方法体进行校验分析,保证被校验类的方法在运行时不会做出危害虚拟机安全的事件,主要目的是通过数据流和控制流分析,确定程序语义是合法的、符合逻辑的。

      • 保证任意时刻操作数拢的数据类型与指令代码序列都能配合工作,列如出现:在操作战放置了一个int 类型的数据,使用时却按 long 类型来加载入本地变量表中。
      • 保证跳转指令不会跳转到方法体以外的字节码指令上。
      • 保证方法体中的类型转换是有效的,例如把父类对象赋值给子类数据类型,甚至把对象赋值给与它毫无继承关系、完全不相干的一个数据类型,是危险和不合法的。
      • ……
    • 符号引用验证:对类自身以外(常量地中的各种符号引用)的信息进行匹配性校验(在解析阶段中发生),确保解析动作能正常执行。

      • 符号引用中通过字符串描述的全限定名是否能找到对应的类。
      • 在指定类中是否存在符合方法的字段描述符以及简单名称所描述的方法和宇段。
      • 符号引用中的类、字段、方法的访问性( private 、protected 、public 、default )是否可被当前类访问。
      • ……
  3. 准备

    ​ 准备阶段是正式为类变量分配内存并设置类变量初始值的阶段,这些变量(被static 修饰的变量)所使用的内存都将在方法区中进行分配,这里所说的初始值“通常情况”下是数据类型的零值,但若类字段的字段属性表中存在ConstantValue 属性,则在准备阶段会被初始化为ConstantValue 属性指定的值,如:

    public static int value = 123;
    // 变量value 在准备阶段过后的初始值为0 而不是123
    // 把value 赋值为123 的putstatic 指令是程序被编译后,存放于类构造器<clinit>()方法之中,因此赋值将在初始化阶段才会执行
    public static final int value = 123;
    // 变量value 在准备阶段过后的初始值为 123 而不是0
    

    Java 中所有基本数据类型的零值,如下:

    image-20220908172330041

  4. 解析

    ​ 解析阶段是虚拟机将常量池内的符号引用替换为直接引用的过程,符号引用在Class 文件中它以CONSTANT Class info 、CONSTANT_Fieldref_info 、CONSTANT_Methodref_info 等类型的常量出现。

    • 符号引用( Symbolic References ):符号引用以一组符号来描述所引用的目标,符号可以是任何形式的字面量,只要使用时能无歧义地定位到目标即可。符号引用与虚拟机实现的内存布局无关,引用的目标并不一定已经加载到内存中。
    • 直接引用( Direct References ):直接引用可以是直接指向目标的指针、相对偏移量或是一个能间接定位到目标的句柄。直接引用是和虚拟机实现的内存布局相关的,引用的目标必定已经在内存中存在。

    ​ 虚拟机规范之中并未规定解析阶段发生的具体时间,只要求了在执行 anewarray、checkcast 、getfield 、getstatic 、instanceof、invokedynamic 、invokeinterface 、invokespecial 、invokestatic 、ldc_w 、Ide 、ldc_w 、invokevirtual 、multianewarray 、new 、putfield 和putstatic 这16 个用于操作符号引用的字节码指令之前,先对它们所使用的符号引用进行解析。

    ​ 对同一个符号引用进行多次解析请求是很常见的事情,除invokedynamic 指令以外,虚拟机实现可以对第一次解析的结果进行缓存从而避免解析动作重复进行。

    ​ 对于invokedynamic 指令,不会对第一次解析的结果进行缓存。因为invokedynamic 指令的目的本来就是用于动态语言支持它所对应的引用称为“动态调用点限定符”( Dynamic Call Site Specifier ),这里“动态”的含义就是必须等到程序实际运行到这条指令的时候,解析动作才能进行。

    ​ 解析动作主要针对类或接口、字段、类方法、接口方法、方法类型、方法句柄和调用点限定符7 类符号引用进行,分别对应于常量池的CONSTANT_Class_info 、CONSTANT_Fieldref_info 、CONSTANT_Methodref_info 、CONSTANT_InterfaceMethodref_info 、CONSTANT_MethodType_info 、CONSTANT_MethodHandle_info 和 CONSTANT_InvokeDynamic_info 7 种常量类型。

    ​ 假设当前代码所处的类为D,如果要把一个从未解析过的符号引用N 解析为一个类或接口C 的直接引用,那虚拟机完成整个解析的过程需要以下3 个步骤:

    • 如果C 不是一个数组类型,那虚拟机将会把代表N 的全限定名传递给D 的类加载器去加载这个类C。在加载过程中,由于元数据验证、字节码验证的需要,又可能触发其他相关类的加载动作,例如加载这个类的父类或实现的接口。一旦这个加载过程出现了任何异常,解析过程就宣告失败。
    • 如果C 是一个数组类型,并且数组的元素类型为对象,也就是N 的描述符会是类似“[ Ljava/lang/Integer”的形式,那将会按照第1 点的规则加载数组元素类型。如果N 的描述符如前面所假设的形式,需要加载的元素类型就是“j ava. lang. Integer ”,接着由虚拟机生成一个代表此数组维度和元素的数组对象。
    • 如果上面的步骤没有出现任何异常,那么C 在虚拟机中实际上已经成为一个有效的类或接口了,但在解析完成之前还要进行符号引用验证,确认D 是否具备对C 的访问权限。如果发现不具备访问权限,将抛出java.lang.IllegalAccessError 异常。

    ​ 要解析一个未被解析过的字段符号引用,首先将会对字段表内c lass index e项中索引的CONSTANT _Class_info 符号引用进行解析,也就是字段所属的类或接口的符号引用。如果在解析这个类或接口符号引用的过程中出现了任何异常,都会导致字段符号引用解析的失败。如果解析成功完成,那将这个字段所属的类或接口用C 表示,虚拟机规范要求按照如下步骤对C 进行后续宇段的搜索。如果查找过程成功返回了引用, 将会对这个字段进行权限验证, 如果发现不具备对宇段的访问权限,将抛出java.lang.IllegalAccessError 异常。

    • 如果C 本身就包含了简单名称和字段描述符都与目标相匹配的字段,则返回这个字段的直接引用,查找结束。
    • 否则,如果在C 中实现了接口,将会按照继承关系从下往上递归搜索各个接口和它的父接口,如果接口中包含了简单名称和字段描述符都与目标相匹配的字段,则返回这个字段的直接引用,查找结束。
    • 否则,如果C 不是java.lang.Object 的话,将会按照继承关系从下往上递归搜索其父类,如果在父类中包含了简单名称和字段描述符都与目标相匹配的字段,则返回这个字段的直接引用,查找结束。
    • 否则,查找失败,抛出java.lang .NoSuchFieldError 异常。

    ​ 类方法解析的第一个步骤与字段解析一样,也需要先解析出类方法表的class_index项中索引的方法所属的类或接口的符号引用,如果解析成功,我们依然用C 表示这个类,接下来虚拟机将会按照如下步骤进行后续的类方法搜索。如果查找过程成功返回了直接引用,将会对这个方法进行权限验证,如果发现不
    具备对此方法的访问权限,将抛出 java.lang.IllegalAccessError 异常。

    • 类方法和接口方法符号引用的常量类型定义是分开的,如果在类方法表中发现class_index 中索引的C 是个接口,那就直接抛出 java.lang.IncompatibleClassChangeError 异常。
    • 如果通过了第 1 步,在类C 中查找是否有简单名称和描述符都与目标相匹配的方法,如果有则返回这个方法的直接引用,查找结束。
    • 否则,在类C 的父类中递归查找是否有简单名称和描述符都与目标相匹配的方法,如果有则返回这个方法的直接引用,查找结束。
    • 否则,在类C 实现的接口列表及它们的父接口之中递归查找是否有简单名称和描述符都与目标相匹配的方法,如果存在匹配的方法,说明类C 是一个抽象类,这时查找结束,抛出 java.lang.AbstractMethodError 异常。
    • 否则,宣告方法查找失败,抛出 java.lang.NoSuchMethodError

    ​ 接口方法也需要先解析出接口方法表的class_index i:;i项中索引的方法所属的类或接口的符号引用,如果解析成功,依然用C 表示这个接口,接下来虚拟机将会按照如下步骤进行后续的接口方法搜索。由于接口中的所有方法默认都是public 的,所以不存在访问权限的问题,因此接口方法的符号解析应当不会抛出 java.lang.IllegalAccessError 异常。

    • 与类方法解析不同,如果在接口方法表中发现class index 中的索引C 是个类而不是接口,那就直接抛出 java.lang.IncompatibleClassChangeError 异常。
    • 否则,在接口C 中查找是否有简单名称和描述符都与目标相匹配的方法,如果有则返回这个方法的直接引用,查找结束。
    • 否则,在接口C 的父接口中递归查找,直到java.lang.Object 类(查找范围会包括 Object 类)为止,看是否有简单名称和描述符都与目标相匹配的方法,如果有则返回这个方法的直接引用,查找结束。
    • 否则,在类C 实现的接口列表及它们的父接口之中递归查找是否有简单名称和描述符都与目标相匹配的方法,如果存在匹配的方法,说明类C 是一个抽象类,这时查找结束,抛出 java.lang.AbstractMethodError 异常。
    • 否则,宣告方法查找失败,抛出java.lang.NoSuchMethodError 异常。

  5. 初始化

    ​ 类初始化阶段是类加载过程的最后-步,前面的类加载过程中,除了在加载阶段用户应用程序可以通过自定义类加载器参与之外,其余动作完全由虚拟机主导和控制。到了初始化阶段,才真正开始执行类中定义的Java 程序代码(或者说是字节码)。

    ​ 在准备阶段,变量已经赋过一次系统要求的初始值,而在初始化阶段,则根据程序员通过程序制定的主观计划去初始化类变量和其他资源,或者可以认为:初始化阶段是执行类构造器 () 方法的过程。、

    • <clinit>()方法是由编译器自动收集类中的所有类变量的赋值动作和静态语句块(static{} 块)中的语句合并产生的,编译器收集的顺序是由语句在游、文件中出现的顺序所决定的,静态语句块中只能访问到定义在静态语句块之前的变量,定义在它之后的变量,在前面的静态语句块可以赋值,但是不能访问。
    • <clinit>() 方法与类的构造函数(或者说实例构造器<clinit>()方法)不同,它不需要显式地调用父类构造器,虚拟机会保证在子类的 <clinit>() 方法执行之前,父类的 <clinit>() 方法已经执行完毕。因此在虚拟机中第一个被执行的<clinit>()方法的类肯定是 java.lang . Object 。
    • 由于父类的 <clinit>() 方法先执行,也就意味着父类中定义的静态语句块要优先于子类的变量赋值操作。
    • <clinit>() 方法对于类或接口来说并不是必需的,如果一个类中没有静态语句块,也没有对变量的赋值操作,那么编译器可以不为这个类生成<clinit>() 方法。
    • 接口中不能使用静态语句块,但仍然有变量初始化的赋值操作,因此接口与类一样都会生成<clinit>()方法。但接口与类不同的是,执行接口的<clinit>()方法不需要先执行父接口的<clinit>()方法。只有当父接口中定义的变量使用时,父接口才会初始化。另外,接口的实现类在初始化时也一样不会执行接口的<clinit>()方法。
    • 虚拟机会保证一个类的<clinit>()方法在多线程环境中被正确地加锁、同步,如果多个线程同时去初始化一个类,那么只会有一个线程去执行这个类的<clinit>()方法,其他线程都需要阻塞等待,直到活动线程执行<clinit>()方法完毕。如果在一个类的<clinit>()方法中有耗时很长的操作,就可能造成多个进程阻塞 ,在实际应用中这种阻塞往往是很隐蔽的。

7.4 类加载器

  1. 类与类加载器

    ​ 类加载器虽然只用于实现类的加载动作,但它在Java 程序中起到的作用却远远不限于类加载阶段。对于任意一个类,都需要由加载它的类加载器和这个类本身一同确立其在Java 虚拟机中的唯一性,每一个类加载器,都拥有一个独立的类名称空间。

    比较两个类是否“相等”,只有在这两个类是由同一个类加载器加载的前提下才有意义, 否则,即使这两个类来源于同一个Class 文件,被同一个虚拟机加载,只要加载它们的类加载器不同,那这两个类就必定不相等。

    ​ 这里所指的“相等”,包括代表类的Class 对象的 equals() 方法、isAssignableFrom() 方法、isInstance() 方法的返回结果,也包括使用instanceof 关键字做对象所属关系判定等情况。

  2. 双亲委派模型

    ​ 从Java 虚拟机的角度来讲,只存在两种不同的类加载器: 一种是启动类加载器(Bootstrap ClassLoader ),这个类加载器使用 C++ 语言实现,是虚拟机自身的一部分;另一种就是所有其他的类加载器,这些类加载器都由Java 语言实现,独立于虚拟机外部,并且全都继承自抽象类java.lang.ClassLoader 。

    类加载器还的划分

    • 启动类加载器( Bootstrap ClassLoader) :这个类加载器负责将存放在<JAVA_HOME>\lib 目录中的,或者被 -Xbootclasspath 参数所指定的路径中的,并且是虚拟机识别的类库加载到虚拟机内存中。启动类加载器无法被 Java 程序直接引用,用户在编写自定义类加载器时,如果需要把加载请求委派给引导类加载器,那直接使用null 代替即可。
    • 扩展类加载器( Extension ClassLoader ):这个加载器由 sun.misc.Launcher$ExtClassLoader 实现,它负责加载 <JAVA_HOME>\lib\ext目录中的,或者被 java.ext.dirs 系统变量所指定的路径中的所有类库,开发者可以直接使用扩展类加载器。
    • 应用程序类加载器( Application ClassLoader ):这个类加载器由sun.misc.Launcher$AppClassLoader实现。由于这个类加载器是 ClassLoader 中的getSystemClassLoader() 方法的返回值,所以一般也称它为系统类加载器。它负责加载用户类路径( ClassPath )上所指定的类库,开发者可以直接使用这个类加载器,如果应用程序中没有自定义过自己的类加载器,一般情况下这个就是程序中默认的类加载器。

    ​ 类加载器之间的这种层次关系如下,也称为类加载器的双亲委派模型,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类加载器。

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    ​ 双亲委派模型的工作过程是:如果一个类加载器收到了类加载的请求,它首先不会自己去尝试加载这个类,而是把这个请求委派给父类加载器去完成,每一个层次的类加载器都是如此,因此所有的加载请求最终都应该传送到顶层的启动类加载器中,只有当父加载器反馈自己无法完成这个加载请求(它的搜索范围中没有找到所需的类)时,子加载器才会尝试自己去加载。

    ​ 使用双亲委派模型来组织类加载器之间的关系,有一个显而易见的好处就是Java 类随着它的类加载器一起具备了一种带有优先级的层次关系。因此Object 类在程序的各种类加载器环境中都是同一个类。若没有使用双亲委派模型,由各个类加载器自行去加载的话,那系统中将会出现多个不同的Object 类, Java类型体系中最基础的行为也就无法保证。

    ​ 双亲委派模型对于保证Java 程序的稳定运作很重要,但它的实现却非常简单,实现双亲委派的代码都集中在java.lang.ClassLoader 的 loadClass() 方法之中。

    protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
        throws ClassNotFoundException
    {
        synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
            // 首先, 检查请求的类是否已经被加载过了
            Class<?> c = findLoadedClass(name);
            if (c == null) {
                long t0 = System.nanoTime();
                try {
                    if (parent != null) {
                        c = parent.loadClass(name, false);
                    } else {
                        c = findBootstrapClassOrNull(name);
                    }
                } catch (ClassNotFoundException e) {
                    // 如果父类加载器抛出ClassNotFoundException
                    // 说明父类加载器无法完成加载请求
                }
    
                if (c == null) {
                    // 在父类加载器无法加载的时候
                    // 再调用本身的findClass 方法来进行关加载
                    long t1 = System.nanoTime();
                    c = findClass(name);
    
                    // 这是定义类装入器;记录数据
                    sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
                }
            }
            if (resolve) {
                resolveClass(c);
            }
            return c;
        }
    }
    
  3. 破坏双亲委派模型

    双亲委派模型主要出现过3 较大规模的“被破坏”

    • 第一次“被破坏”其实发生在双亲委派模型出现之前一一即IDK 1.2发布之前。

    • 第二次“被破坏”是由这个模型自身的缺陷所导致的,双亲委派很好地解决了各个类加载器的基础类的统一问题,但无法解决基础类又要调用回用户的代码的问题,

      ​ 解决方案:线程上下文类加载器(Thread Context ClassLoader) 。这个类加载器可以通过java.lang.Thread 类的 setContextClassLoaser() 方法进行设置,如果创建线程时还未设置,它将会从父线程中继承一个,如果在应用程序的全局范围内都没有设置过的话,那这个类加载器默认就是应用程序类

    • 的第三次“被破坏”是由于用户对程序动态性的追求而导致的,这里所说的“动态性”指的代码热替换CH otSwap )、模块热部署(Hot Deployment ) 等,即希望应用程序能像我们的计算机外设那样,接上鼠标、U盘,不用重启机器就能立即使用,鼠标有问题或要升级就换个鼠标,不用停机也不用重启。

      ​ OSGi 实现模块化热部署的关键则是它自定义的类加载器机制的实现。每一个程序模块( OSGi 中称为Bundle )都有一个自己的类加载器,当需要更换一个Bundle 时,就把Bundle 连同类加载器一起换掉以实现代码的热替换。

      ​ 在OSGi 环境下,类加载器不再是双亲委派模型中的树状结构,而是进一步发展为更加复杂的网状结构,当收到类加载请求时, OSGi 将按照下面的顺序进行类搜索:

      • 将以java. *开头的类委派给父类加载器加载。
      • 否则,将委派列表名单内的类委派给父类加载器加载。
      • 否则,将Import 列表中的类委派给Export 这个类的B undle 的类加载器加载。
      • 否则,查找当前Bundle 的ClassPath ,使用自己的类加载器加载。
      • 否则,查找类是否在自己的Fragment Bundle 中,如果在,则委派给Fragment Bundle的类加载器加载。
      • 否则,查找Dynamic Import 列表的Bundle,委派给对应Bundle 的类加载器加载。
      • 否则, 类查找失败。

      ​ 上面的查找顺序中只有开头两点仍然符合双亲委派规则, 其余的类查找都是在平级的类加载器中进行的。

7.5 小结

​ 本章介绍了类加载过程的“加载”、“验证”、“准备”、“解析”和“初始化" 5 个阶段中虚拟机进行了哪些动作,还介绍了类加载器的工作原理及其对虚拟机的意义。

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