Java Classloader -Hierarchie verstehen

Der Kern des Lademechanismus der Java -Klasse ist die Hierarchie des Klassenladers und des übergeordneten Delegationsmodells. 1. Bootstrap Classloader ist für das Laden von JVM -Kernklassen verantwortlich. 2. Erweiterungsklassenloader lädt die Java -Erweiterungsklassenbibliothek; A. Anwendungsklassenloader lädt Klassen auf dem Anwendungsklassenpfad. Die Klassenbelastung folgt dem übergeordneten Delegationsmodell, dh, dass Klassenladeanforderungen zuerst an den übergeordneten Klassenlader delegiert werden, und Unterklassen versuchen nur zu laden, wenn die übergeordnete Klasse nicht geladen werden kann, um das doppelte Laden von Klassen zu vermeiden und Sicherheit zu gewährleisten. Benutzerdefinierte Klassenlader können in Hot Deployment, modulares Laden und anderen Szenarien verwendet werden. Sie erben normalerweise den Klassenloader und überschreiben die FindClass () -Methode. Wenn Sie die übergeordnete Delegation durchbrechen müssen, können Sie LoadClass () überschreiben. Darüber hinaus implementieren Klassenlader Klassenisolation in Webcontainern, und Thread -Kontextklassenlader werden für bestimmte Szenarien wie das Laden von JDBC -Treibern verwendet. Das Verständnis des Klassenlastmechanismus hilft bei der Fehlerbehebung von Konflikten für Klassen, der Optimierung von Plug-in-Systemen und Lösungen für Hot Deployment.

Der Klassenladermechanismus von Java ist ein sehr zentraler Bestandteil des JVM, und die Hierarchie des Klassenladers (Klasseloader) ist der Schlüssel. Das Verständnis der hierarchischen Beziehung des Klassenloaders kann dabei helfen, Probleme mit Klassenbeladen zu beheben, Klassenkonflikte zu vermeiden und bei der Entwicklung von Plug-in-Systemen oder Hot-Bereitstellungslösungen sogar nützlich zu sein.

Die drei Hauptrollen des Java -Klassenloaders

Es gibt nicht nur einen Klassenlader in Java, sondern auch drei Hauptlader der Hauptlader, die eine Eltern-Kind-Hierarchie bilden:

• Bootstrap Classloader : Ist dafür verantwortlich, die mit dem JVM gelieferten Kernklassen wie java.lang.Object zu laden, die sich normalerweise in rt.jar befinden. Es wird von C implementiert, keine Java -Klasse.
• Erweiterungsklassenloader : Die Erweiterungsklassenbibliothek, die für das Laden von Java verantwortlich ist, das sich im Allgemeinen im jre/lib/ext -Verzeichnis befindet, oder dem von java.ext.dirs angegebenen Ort.
• Anwendungsklassenloader (auch als System Classloader bezeichnet) : ist für das Laden von Klassen auf dem Anwendungsklassenpfad verantwortlich und ist der Klassenloader, mit dem wir am häufigsten zu tun haben.

Zwischen diesen drei Klassenladern bildet sich eine "baumartige" Struktur. Bootstrap ist der Stammknoten, die Erweiterung ist sein untergeordneter Knoten und die Anwendung ist auch der untergeordnete Knoten der Erweiterung.

Wie funktioniert das übergeordnete Delegationsmodell?

Das Laden der Java -Klasse folgt einem Mechanismus, der als "übergeordnetes Delegationsmodell" bezeichnet wird. Einfach ausgedrückt, wenn ein Klassenlader eine Anforderung zum Laden einer Klasse erhält, lädt er sie erst zuerst, sondern delegiert die Anforderung an den übergeordneten Klassenlader, um sie bis zum obersten Bootstrap-Klassenloader zu vervollständigen.

Der aktuelle Klassenlader versucht nur zu laden, wenn der übergeordnete Klassenlader die Ladeaufgabe nicht ausführen kann (z. B. nicht die entsprechende Klasse finden).

Es gibt zwei Hauptvorteile dieses Mechanismus:

• Vermeiden Sie doppelte Klassenbelastung: Die gleiche Klasse wird nur einmal geladen und wird von so möglichst erweiterten Klassenladern durchgeführt.
• Stellen Sie die Sicherheit der Klasse sicher: Verhindern Sie, dass Benutzer Klassen in der Kernklassenbibliothek ausgeben. Zum Beispiel haben Sie eine java.lang.String geschrieben, aber aufgrund der Existenz einer übergeordneten Delegation priorisiert der JVM die Verwendung von Bootstrap -Ladeversion, um Sicherheitsrisiken zu vermeiden.

Zum Beispiel: Wenn Sie in Ihrem Code new String() verwenden, lädt der JVM java.lang.String über den Anwendungsklassenloader, aber es wird die Aufgabe aus erster Hand in den Klassenloader der übergeordneten Klassenerweiterung und dann an den Bootstrap -Klassenloader übergeben. Schließlich lud Bootstrap diese Klasse erfolgreich von RT.Jar aus, und der gesamte Prozess endete.

Gemeinsame Verwendungen und Vorsichtsmaßnahmen für benutzerdefinierte Klassenlader

Manchmal müssen wir Classloader anpassen, z. B. die Implementierung von Hot Deployment, modulares Laden, verschlüsselte Klassendateien usw. Die Methode für die modische Klassenlader erben im Allgemeinen java.lang.ClassLoader und Override findClass() .

Es ist zu beachten, dass, wenn Sie dem übergeordneten Delegationsmodell folgen möchten, loadClass() -Methode nicht beiläufig neu schreiben. Wenn Sie dieses Modell (z. B. OSGI oder einige Hot -Update -Frameworks) brechen möchten, können Sie Ihre eigene Ladelogik durch Umschreiben von loadClass() implementieren.

Mehrere wichtige Punkte:

• Wenn Sie die Klassenisolation implementieren möchten (z. B. verschiedene Module laden ihre jeweiligen Klassen, ohne sich zu stören), müssen Sie die Beziehung zwischen Klassenladern entwerfen.
• In einem Webcontainer (z. B. Tomcat) verfügt jede Webanwendung über einen eigenen Klassenlader, wodurch Klassenkonflikte zwischen verschiedenen Anwendungen vermieden werden können.
• Verwenden Sie den Thread Context Classloader, um die Standardklassen -Loaderkette in einigen Szenarien zu umgehen, z. B. beim Laden wird der JDBC -Treiber verwendet.

Lassen Sie uns zusammenfassen

Die Hierarchie des Klassenladers und der übergeordneten Delegationsmechanismus ist eine der wichtigsten Grundlagen der Java -Plattform. Obwohl wir den Klassenloader nicht direkt betreiben müssen, kann es uns helfen, diesen Mechanismus zu verstehen, wenn wir Probleme schneller auf Probleme wie Klassenbeladungsausnahmen und Klassenkonflikte aufnehmen. Gleichzeitig kann in einigen erweiterten Anwendungsszenarien auch der rationale Einsatz des Klassenlastmechanismus Flexibilität und Skalierbarkeit bringen.

Grundsätzlich ist alles, nicht kompliziert, aber es ist leicht, Details zu ignorieren.

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