Java 基盤テクノロジーの復号化: クラスローダーと親委任メカニズムを実装する方法

Java 基盤テクノロジーの復号化: クラス ローダーと親委任メカニズムの実装方法

はじめに:
Java の世界では、クラス ローダーと親委任メカニズムは次のとおりです。非常に重要な概念です。これらは Java 仮想マシン (JVM) の基礎となるテクノロジであり、クラス ファイルをロードし、クラスの一意性とセキュリティを確保するために使用されます。この記事では、クラス ローダーと親委任メカニズムの原理を詳しく紹介し、具体的なコード例を通じて説明します。

1. クラス ローダーの概念と分類
クラス ローダーは Java 仮想マシン実装の重要な部分であり、その主な機能は、ファイル システム、ネットワーク、またはその他のソースからクラス ファイルをロードすることです。 JVM. を取得し、対応する Class オブジェクトを生成します。まずクラス ローダーの分類を理解しましょう:

1. ブートストラップ クラスローダー:
   仮想マシンに付属するクラス ローダーで、rt.jar などのコア クラス ライブラリのロードを担当します。 、charsets.jarなど。これは、他のすべてのクラス ローダーの親ローダーです。
2. Extension ClassLoader:
   これは、jre/lib/ext ディレクトリ内の jar パッケージなどの Java 拡張ライブラリをロードします。これは Java で書かれており、純粋な Java クラスです。
3. アプリケーション クラスローダー:
   アプリケーション クラスパスの下にクラスをロードする役割を果たします。

さらに、クラス ローダーをカスタマイズして、特定の読み込み関数を実装することもできます。

2. クラス ローダーの動作原理

1. 親委任メカニズム:
   クラス ローダーは、親委任メカニズムという重要なメカニズムに従います。クラス ローダーがクラスをロードする必要がある場合、まず親ローダーにロード タスクを委任して完了させます。親ローダーがロードタスクを完了できない場合にのみ、子ローダーがそれ自体をロードします。

このメカニズムの利点は、重複したクラスが JVM に表示されないようにすることができることです。クラスローダーはロード要求を受け取ると、まずそのクラスがすでにロードされているかどうかを確認し、ロードされている場合はロードされた Class オブジェクトを直接返し、ロードされていない場合はそのクラス オブジェクトをクラス ローダーに渡します。ロードの親。ロード操作は親ローダーによって完了します。この委任は、最上位の起動クラス ローダーまで階層ごとに上に進みます。

2. クラスの一意性:
   クラス ローダーは、クラス ファイルをロードするだけでなく、クラスの一意性を作成する責任もあります。つまり、異なるクラス ローダーが同じクラス ファイルをロードする場合、生成される Class オブジェクトは等しくありません。

3. 具体的な実装とコードの例
クラス ローダーと親委任メカニズムをよりよく理解するために、簡単なコード例を以下に示します。コードでは、ClassLoader の CustomClassLoader サブクラスをカスタマイズし、loadClass メソッドをオーバーライドしました。 loadClass メソッドでは、クラスのロードが失敗し、ClassNotFoundException がスローされたと想定します。

次に、main 関数で CustomClassLoader のインスタンスを作成し、java.lang.String クラスをロードしようとしました。カスタム クラス ローダーはシステム コア クラス ライブラリをロードできないため、ClassNotFoundException 例外がスローされます。

最後に、java.lang.String クラスの Class オブジェクトをロードする ClassLoader 情報を出力します。読み込みに失敗したため、出力結果はnullとなります。

この例は、クラス ローダーと親委任メカニズムのアプリケーションを示しています。クラスをロードするとき、カスタム クラス ローダーは最初にロード リクエストを親ローダーに委任し、親ローダーがロード タスクを完了できない場合にのみ、独自にロードを試みます。

結論:

参考資料:

1. 「図解による Java 仮想マシン」
2. 「Java コア テクノロジ 第 1 巻: 基礎知識」

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