Le mécanisme de chargement des classes de Java est implémenté via Classloader, et son flux de travail principal est divisé en trois étapes: chargement, liaison et initialisation. Pendant la phase de chargement, Classloader lit dynamiquement le bytecode de la classe et crée des objets de classe; Les liens incluent la vérification de l'exactitude de la classe, l'allocation de la mémoire aux variables statiques et les références de symbole d'analyse; L'initialisation effectue des blocs de code statique et des affectations de variables statiques. Le chargement de classe adopte le modèle de délégation parent et hiérarchise le chargeur de classe parent pour trouver des classes, et essayez à son tour bootstrap, extension et application pour s'assurer que la bibliothèque de classe de base est s?re et évite le chargement en double. Les développeurs peuvent personnaliser Classloader, tels que URLClassloader pour le chargement à distance, WebApp Classloader implémente l'isolement de l'application et OSGI prend en charge le chargement dynamique modulaire. De plus, le déchargement de classe dépend du recyclage de Classloader. Si Classloader est référencé, il ne peut pas libérer de la mémoire, ce qui peut facilement entra?ner des fuites. Le cycle de vie doit être géré raisonnablement pour optimiser les ressources. La ma?trise du principe Classloader aide à résoudre les problèmes, à optimiser la structure et les systèmes de plug-in de conception.

Le mécanisme de chargement des classes de Java est une partie importante de l'exécution de JVM, et Classloader est le c?ur de ce mécanisme. Comprendre le fonctionnement des Classloaders aidera à résoudre les problèmes de chargement de classe, à optimiser la structure du programme et à vous aider à mieux concevoir un système modulaire.

Processus de base du chargement des classes

Lorsqu'un programme Java s'exécute, toutes les classes ne sont pas chargées dès le début. Au lieu de cela, lorsque la classe est utilisée pour la première fois, elle est chargée en mémoire par le Classloader. Ce processus est à peu près divisé en trois étapes:

• Chargement : Trouvez le fichier binaire binaire de la classe (généralement un fichier .class), lisez et créez un objet de classe.
• Linking : comprend trois étapes: Vérification, préparation et analyse. Vérifier pour assurer l'exactitude de la classe; Préparez-vous à allouer la mémoire aux variables statiques et à définir des valeurs par défaut; L'analyse consiste à remplacer les références symboliques par des références directes.
• Initialisation : exécutez la méthode du constructeur de classe <clinit></clinit> , qui est le bloc de code statique et les opérations d'attribution de variables statiques que nous écrivons.

Parmi ces trois étapes, le chargement est effectué par Classloader, et les deux étapes restantes sont contr?lées par le JVM.

Modèle de délégation parentale

Classloaders in Java adopte un mécanisme appelé "délégation parent" pour éviter le chargement en double des classes. Chaque Classloader a un chargeur de classe parent. Lors du chargement de la classe, il déléguera d'abord à la classe parent pour charger. Ce n'est que lorsque la classe parent ne peut pas être chargée qu'il essaiera de le charger par lui-même.

La hiérarchie standard de Classloader est la suivante:

• Bootstrap classloader : est responsable du chargement des classes de base (telles que java.lang.Object ) fournies avec le JVM, généralement située dans RT.Jar.
• Extension Classloader : charge la bibliothèque d'extension Java, généralement située dans jre/lib/ext .
• Application Classloader (également appelé System Classloader): Chargement de la classe sous l'application ClassPath, est le Classloader que nous traitons le plus souvent.

Par exemple, lorsque vous appelez Class.forName("com.example.MyClass") , la valeur par défaut est que l'application Classloader initie la demande de chargement. Il demandera d'abord l'extension, puis demandera à bootstrap. Si aucun d'entre eux n'est trouvé, allez sur ClassPath pour le trouver vous-même.

L'avantage de ce mécanisme est qu'il garantit la cohérence et la sécurité de la classe et empêche les classes définies par l'utilisateur d'écraser la bibliothèque de classe de base.

Implémentation et utilisation de Classloader communes

En plus du chargeur de classe standard mentionné ci-dessus, Java permet également aux développeurs de personnaliser Classloader pour répondre aux besoins spécifiques, tels que le chargement des classes du réseau, le déploiement à chaud, les systèmes de plug-in, etc.

Plusieurs chargeurs de classe communs:

• URLClassloader : il peut charger des classes en fonction des URL (telles que des fichiers locaux ou des adresses HTTP distantes), adaptées au chargement dynamique des packages JAR externes.
• Classloader personnalisé : Héritage de ClassLoader et réécrire findClass() ou loadClass() peuvent implémenter votre propre logique de chargement de classe.
• WebApp classloader (généralement dans Tomcat): chaque application Web a son propre Classloader indépendant, qui est utilisé pour isoler les versions de classe de différentes applications.
• OSGI Classloader : utilisé dans les systèmes modulaires, prenant en charge le chargement dynamique et le déchargement des classes.

Si vous développez un système de plug-in, vous devrez peut-être personnaliser un Classloader pour charger le fichier JAR du plug-in à partir du répertoire spécifié. Par exemple:

 Classe publique Pluginclassloader étend Classloader {
    Fichier final privé Jarfile;

    public pluginclassloader (fichier jarfile, Classloader Parent) {
        super (parent);
        this.jarfile = jarfile;
    }

    @Outrepasser
    Class protégé <?> findClass (String Name) lève ClassNotFoundException {
        essayer {
            Byte [] classBytes = readClassFromFile (name);
            return Deficlass (name, classBytes, 0, classBytes.Length);
        } catch (ioexception e) {
            Jetez une nouvelle classe ClassNotFoundException ("Classe" Nom "non trouvé", e);
        }
    }

    octet privé [] readclassFromFile (nom de cha?ne) lève ioException {
        // Lisez en fait le bytecode de la classe du pot ...
    }
}

De cette fa?on, vous pouvez charger les classes dans le plug-in via ce chargeur de classe.

Class Destallation et gestion de la mémoire

Ce que beaucoup de gens ne savent pas, c'est que les classes peuvent être désinstallées, mais cela ne se produit que lorsque le chargeur de classe correspondant est collecté par ordures. En d'autres termes, tant que votre Classloader est toujours référencé, toutes les classes qu'il charge ne seront pas recyclées, ce qui peut facilement provoquer une fuite de mémoire.

Par conséquent, lorsque vous utilisez un chargeur de classe personnalisé, vous devez prêter attention aux ressources de libération en temps opportun, en particulier dans les scénarios de chargement / déchargement fréquents, tels que les mises à jour à chaud ou le chargement dynamique du module.

Une pratique courante consiste à placer le chargeur de classe dans un conteneur de référence faible ou à le définir manuellement sur NULL lorsqu'il n'est plus nécessaire pour permettre à GC d'être recyclé en douceur.

Fondamentalement, c'est tout. Classloader est une partie de niveau relativement bas mais très pratique de Java. La ma?trise de ses principes et de son utilisation peut vous aider à écrire des applications plus flexibles et robustes.

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