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Java虚拟机类装载－－原理、实现与应用

作者: 执木, 　出处:赛迪网,　责任编辑: 李春禹,　

2007-12-12 09:34

　　Java虚拟机(JVM)的类装载就是指将包含在类文件中的字节码装载到JVM中, 并使其成为JVM一部分的过程。JVM的类动态装载技术能够在运行时刻动态地加载或者替换系统的某些功能模块, 而不影响系统其他功能模块的正常运行

　　③findSystemClass方法 findSystemClass方法从本地文件系统装入文件。它在本地文件系统中寻找类文件,如果存在,就使用defineClass将字节数组转换成Class对象,以将该文件转换成类。当运行Java应用程序时,这是JVM 正常装入类的缺省机制。

　　④resolveClass方法 resolveClass(Class c)方法解析装入的类,如果该类已经被解析过那么将不做处理。当调用loadClass方法时,通过它的resolve 参数决定是否要进行解析。

　　⑤findLoadedClass方法当调用loadClass方法装入类时,调用findLoadedClass 方法来查看ClassLoader是否已装入这个类,如果已装入,那么返回Class对象,否则返回NULL。如果强行装载已存在的类,将会抛出链接错误。

　　2.3 装载的应用

　　一般来说，我们使用虚拟机的类装载时需要继承抽象类java.lang.ClassLoader,其中必须实现的方法是loadClass()，对于这个方法需要实现如下操作:(1) 确认类的名称;(2) 检查请求要装载的类是否已经被装载;(3) 检查请求加载的类是否是系统类;(4) 尝试从类装载器的存储区获取所请求的类;(5) 在虚拟机中定义所请求的类;(6) 解析所请求的类;(7) 返回所请求的类。

　　所有的Java 虚拟机都包括一个内置的类装载器，这个内置的类库装载器被称为根装载器(bootstrap ClassLoader)。根装载器的特殊之处是它只能够装载在设计时刻已知的类,因此虚拟机假定由根装载器所装载的类都是安全的、可信任的,可以不经过安全认证而直接运行。当应用程序需要加载并不是设计时就知道的类时,必须使用用户自定义的装载器(user-defined ClassLoader)。下面我们举例说明它的应用。　

　public abstract class MultiClassLoader extends ClassLoader{
　　...
　　public synchronized Class loadClass(String s, boolean flag)
　　throws ClassNotFoundException
　　{
　　/* 检查类s是否已经在本地内存*/
　　Class class1 = (Class)classes.get(s);
　　/* 类s已经在本地内存*/
　　if(class1 != null) return class1;
　　try/*用默认的ClassLoader 装入类*/ {
　　class1 = super.findSystemClass(s);
　　return class1;
　　}
　　catch(ClassNotFoundException _ex) {
　　System.out.println(">> Not a system class.");
　　}
　　/* 取得类s的字节数组*/
　　byte abyte0[] = loadClassBytes(s);
　　if(abyte0 == null) throw new ClassNotFoundException();
　　/* 将类字节数组转换为类*/
　　class1 = defineClass(null, abyte0, 0, abyte0.length);
　　if(class1 == null) throw new ClassFormatError();
　　if(flag) resolveClass(class1); /*解析类*/
　　/* 将新加载的类放入本地内存*/
　　classes.put(s, class1);
　　System.out.println(">> Returning newly loaded class.");
　　/* 返回已装载、解析的类*/
　　return class1;
　　}
　　...
　　}

　　三、Java虚拟机的类装载原理

　　前面我们已经知道，一个Java应用程序使用两种类型的类装载器：根装载器(bootstrap)和用户定义的装载器(user-defined)。根装载器是Java虚拟机实现的一部分，举个例子来说，如果一个Java虚拟机是在现在已经存在并且正在被使用的操作系统的顶部用C程序来实现的，那么根装载器将是那些C程序的一部分。根装载器以某种默认的方式将类装入，包括那些Java API的类。在运行期间一个Java程序能安装用户自己定义的类装载器。根装载器是虚拟机固有的一部分，而用户定义的类装载器则不是，它是用Java语言写的，被编译成class文件之后然后再被装入到虚拟机，并像其它的任何对象一样可以被实例化。 Java类装载器的体系结构如下所示：

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