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The JVM a class loader
2022-07-31 13:58:00 【Xi's second child】
一、Class loader instructions
类加载器作用
将我们的class文件读取到内存中
类加载器加载的过程
类加载器加载我们的class文件,并且经历过验证、准备、解析,在初始化我们该类.
Class文件读取来源
1.本地磁盘文件 java源代码编译的class文件
2.通过网络下载的class文件
3.War、Jar解压的class文件
4.从专门的数据库中读取的class文件
5.使用java cglib、动态代理生成的代理类class文件
Jvm虚拟机中 通过 类加载器（用户可以自定义类加载器）
类加载器的分类
- 1.
启动（Bootstrap）类加载器：加载JVM自身工作需要的类,它由JVM自己实现.它会加载$JAVA_HOME/jre/lib下的文件底层是C语言实现 - 2.
扩展（Extension）类加载器：它是JVM的一部分,由sun.misc.LauncherExtClassLoader实现,他会加载ExtClassLoader实现,他会加载ExtClassLoader实现,他会加载JAVA_HOME/jre/lib/ext目录中的文件（或由System.getProperty(“java.ext.dirs”)所指定的文件）.底层是Java实现 - 3.
（应用）AppClassLoader 类加载器：应用类加载器,我们工作中接触最多的也是这个类加载器,它由sun.misc.Launcher$AppClassLoader实现.他加载我们工程目录classpath下的class及jar包底层是java实现 - 4.自定义类加载器： 也就是用户自己定义的类加载器
类加载器读取class 目录总结：
- 启动（Bootstrap）类加载器 : $JAVA_HOME/jre/lib
- 扩展（Extension）类加载器 : JAVA_HOME/jre/lib/ext
- 应用 (AppClassLoader) 类加载器 : Project directory compiled classpath 下的 class 及jar包
·
二、类加载API 及 加载顺序
The loader loads the directory
1、启动类加载器
public static void bootstrapClassLoader() {
String property = System.getProperty("sun.boot.class.path");
List<String> list = Arrays.asList(property.split(";"));
list.forEach((t) -> {
System.out.println("Start the class loader directory:" + t);
});
}
加载 jre 源码包class文件
2、扩展类加载器
public static void extClassLoader() {
String property = System.getProperty("java.ext.dirs");
List<String> list = Arrays.asList(property.split(";"));
list.forEach((t) -> {
System.out.println("扩展类加载器" + t);
});
}
加载 扩展 jar class文件, 比如maven 引入的jar
3、应用类加载器
public static void appClassLoader() {
String property = System.getProperty("java.class.path");
List<String> list = Arrays.asList(property.split(";"));
list.forEach((t) -> {
System.out.println("应用类加载器" + t);
});
}
Load current project compiledclass 文件,But will be up to entrust,把 启动类加载器,扩展类加载器 把需要的 class To load together tojvm中
类加载器加载顺序
1、启动（Bootstrap）类加载器 ->2、扩展（Extension）类加载器 ->3、应用(AppClassLoader) 类加载器But the program is generally 应用 (AppClassLoader) 类加载器 开始的,He will be up to entrust (双亲委派机制)
另外如果 包名+类名 重复, 将 According to the order of priority loading class,If we define a and jdk 相同的类,He can start the class loader reads tojdk自动的类, 从而不会在 Application class loader in to read our own definition of class
详见源码： ClassLoader
// 查询缓存中是否有缓存 该class
Class<?> c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
long t0 = System.nanoTime();
try {
// 获取当前类加载器的父加载器 ---扩展类加载器
if (parent != null) {
c = parent.loadClass(name, false);
} else {
// 如果当前没有父加载器,就是为启动类加载器
c = findBootstrapClassOrNull(name);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
// ClassNotFoundException thrown if class not found
// from the non-null parent class loader
}
if (c == null) {
// If still not found, then invoke findClass in order
// to find the class.
long t1 = System.nanoTime();
// 如果父加载器（扩展和启动类加载器都没有加载class,则使用当前（应用类加载器加载））
c = findClass(name);
// this is the defining class loader; record the stats
sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
}
}
if (resolve) {
resolveClass(c);
}
return c;
加载一个类
效果等同于 new User(); After loading will be compiled intocalss文件, calss Storage directory to view
Class<?> aClass = ClassLoader.getSystemClassLoader().loadClass("com.wsx.days01.User");
Object o = aClass.newInstance();
Use the method of the class loader for current
String s = new String();
System.out.println("String类加载器" + s.getClass().getClassLoader());
User user= new User ();
System.out.println("user类加载器" + user.getClass().getClassLoader());
如果为 null Start the class loader said use,Or print out the corresponding class loader
三、自定义一个类加载器
自定义一个类加载器 The specified disk class 文件
自定义类加载器 MeiteClassLoader
package com.mayikt.days01;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.channels.Channels;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.nio.channels.WritableByteChannel;
public class MeiteClassLoader extends ClassLoader {
private File fileObject;
public MeiteClassLoader(File fileObject) {
this.fileObject = fileObject;
}
public void setFileObject(File fileObject) {
this.fileObject = fileObject;
}
public File getFileObject() {
return fileObject;
}
@Override
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
try {
// Read from the disk to aclass文件 网络 向服务器端发送rest请求拿到class文件
byte[] data = getClassFileBytes(this.fileObject);
// 如何读取class文件 classFile of how
return defineClass(name, data, 0, data.length);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return null;
}
}
/**
* 从文件中读取去class文件
*
* @throws Exception
*/
private byte[] getClassFileBytes(File file) throws Exception {
//采用NIO读取
FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
FileChannel fileC = fis.getChannel();
ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
WritableByteChannel outC = Channels.newChannel(baos);
ByteBuffer buffer = ByteBuffer.allocateDirect(1024);
while (true) {
int i = fileC.read(buffer);
if (i == 0 || i == -1) {
break;
}
buffer.flip();
outC.write(buffer);
buffer.clear();
}
fis.close();
return baos.toByteArray();
}
}
使用自定义类加载器
public class JVMDemo11 {
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException {
// Using the custom class loader to load class
MeiteClassLoader mayiktClassLoader =
new MeiteClassLoader(
new File("D:\\mayikt\\mayikt-jvm\\MeiteEntity.class"));
// 读取 class加载到内存中
Class<?> aClass = mayiktClassLoader.loadClass("com.mayikt.days01.MeiteEntity");
// 类加载器 将class文件读取到内存中 new 该对象
Object o = aClass.newInstance();
System.out.println(o);
}
}
四、Writing a hot deploy plug-ins
实现流程：
- Define a thread to monitor the compiled directory of all class 文件
- 判断目录下的 classFile modification date if there is a change,如果有发生变化 (Used for file timeapi),The new use of class loaders to read the latestclass文件到内存中.
创建一个类 保存类class 文件信息
public class ClassFileEntity {
/**
* 类的名称
*/
private String name;
/**
* 最后被更改的时间 Change the file last time
*/
private long lastModified;
}
Define a listening class,Reload the change class 类
import com.mayikt.classLoader.MayiktClassLoader;
import com.mayikt.entity.ClassFileEntity;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import java.io.File;
import java.lang.reflect.Method;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
@Slf4j
public class HotDeploymentPlug {
// 监听目录
private String path = "D:\\mayikt\\mayikt-jvm";
// Deposit is listening calss 文件信息
private Map<String, ClassFileEntity> classFiles = new HashMap<>();
// 包名,The best modification to get the dynamic,Through the directory hierarchy
private String packageName = "com.mayikt.days01.";
/**
* Hot deployment plug-in principle （手写）
* 1. class 如何判断一个class文件是否发生变化？ 操作系统提供api 文件修改时间
* 2. 判断该classFile modification date if there is a change,如果有发生变化,The new use of class loaders to read the latestclass文件到内存中.
* 3. 如何监听-----classFile if there is a change？ 单独线程
*/
public void start() {
new Thread(() -> {
// 1.Read in the local disk class文件
// 1.读取该文件下 第一次 读取每个class文件 记录每个class文件修改时间
while (true) {
File files = new File(path);
File[] tempList = files.listFiles();
for (File file : tempList) {
// 文件最后修改时间
long lastModified = file.lastModified();
// 文件名称 packageName+MeiteEntity.class
String className = packageName + file.getName().replace(".class", "");
ClassFileEntity mapClassFileEntity = classFiles.get(className);
if (mapClassFileEntity != null) {
if (mapClassFileEntity.getLastModified() != lastModified) {
try {
// 说明了 classFile has changed
MayiktClassLoader mayiktClassLoader = new MayiktClassLoader(file);
Class<?> aClass = mayiktClassLoader.loadClass(className);
Object o = aClass.newInstance();
log.info(">className:{} 文件发生了变化<", className);
// 反射调用方法,Check method after changing data
// Method mayikt = aClass.getMethod("mayikt");
// Object result = mayikt.invoke(o);
// 同步最新的 class文件修改时间
mapClassFileEntity.setLastModified(lastModified);
} catch (Exception e) {
log.error(e.getMessage());
}
}
} else {
// Does not exist in our collection of the ClassFileEntity
ClassFileEntity classFileEntity = new ClassFileEntity(className, lastModified);
classFiles.put(className, classFileEntity);
}
}
// 避免cpu飙高的问题
try {
Thread.sleep(300);
} catch (Exception e) {
}
}
// 2.读取class文件 存入到 mapClassFiles
// 2.监听该class文件是否有发生变化
// 3.如果该class文件最后的修改时间 发生了变化 The new use of class loaders to read
}).start();
}
public static void main(String[] args) {
HotDeploymentPlug hotDeploymentPlug = new HotDeploymentPlug();
hotDeploymentPlug.start();
}
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