Javaのクラスロードメカニズムはクラスローダーを介して実裝されており、そのコアワークフローは、読み込み、リンク、初期化の3つの段階に分けられます。ローディングフェーズ中、クラスローダーはクラスのバイトコードを動的に読み取り、クラスオブジェクトを作成します。リンクには、クラスの正しさの確認、靜的変數(shù)へのメモリの割り當て、およびシンボル?yún)⒄栅谓馕訾蓼欷蓼?。初期化は、靜的コードブロックと靜的変數(shù)割り當てを?qū)g行します。クラスの読み込みは、親クラスローダーを優(yōu)先してクラスを見つけ、ブートストラップ、拡張機能、およびアプリケーションクラスローダーを順番に試して、コアクラスライブラリが安全で重複した負荷を回避します。開発者は、リモートロード用のURLClassLoaderなどのクラスローダーをカスタマイズできます。WebAppクラスローダーはアプリケーションの分離を?qū)g裝し、OSGIはモジュラーダイナミックロードをサポートします。さらに、クラスのアンロードは、クラスローダーのリサイクルに依存します。 ClassLoaderが參照されている場合、メモリをリリースできず、漏れに簡単につながる可能性があります。リソースを最適化するには、ライフサイクルを合理的に管理する必要があります。クラスローダーの原則をマスターすると、問題のトラブルシューティング、構(gòu)造と設(shè)計のプラグインシステムの最適化に役立ちます。

JavaのクラスロードメカニズムはJVMランタイムの重要な部分であり、クラスローダーはこのメカニズムの中核です。クラスローダーの仕組みを理解することは、クラスの読み込みの問題をトラブルシューティングし、プログラム構(gòu)造を最適化し、モジュラーシステムの設(shè)計を改善するのに役立ちます。

クラスロードの基本的なプロセス

Javaプログラムが実行されると、すべてのクラスが最初からロードされるわけではありません。代わりに、クラスが初めて使用されると、クラスローダーによってメモリにロードされます。このプロセスは、ほぼ3つの段階に分かれています。

• 読み込み：クラスのバイナリバイトコードファイル（通常は.classファイル）を見つけ、クラスオブジェクトを読み取り、作成します。
• リンク：検証、準備、解析の3つのステップが含まれます。クラスの正確性を確認するために確認します。靜的変數(shù)にメモリを割り當て、デフォルト値を設(shè)定する準備をします。解析は、シンボリック參照を直接參照に置き換えることです。
• 初期化：クラスコンストラクター<clinit></clinit>メソッドを?qū)g行します。これは、我々が記述する靜的コードブロックと靜的変數(shù)割り當て操作です。

これら3つのステップの中で、ロードはクラスローダーによって行われ、殘りの2つのステージはJVMによって制御されます。

親委任モデル

Javaのクラスローダーは、クラスの重複の負荷を避けるために「親代表団」と呼ばれるメカニズムを採用しています。各クラスローダーには、親クラスローダーがあります。クラスをロードすると、まず親クラスに委任してロードします。親クラスをロードできない場合にのみ、単獨でロードしようとします。

標準のクラスローダー階層は次のとおりです。

• Bootstrap ClassLoader ：通常はRt.JarにあるJVMに付屬のコアクラス（ java.lang.Objectなど）をロードする責任があります。
• 拡張機能クラスローダー：一般的にjre/lib/extディレクトリにあるJava Extensionライブラリをロードします。
• Application ClassLoader （System ClassLoaderとも呼ばれます）：アプリケーションClassPathの下でクラスをロードすることは、ほとんど頻繁に扱うクラスローダーです。

たとえば、 Class.forName("com.example.MyClass")を呼び出すと、デフォルトはアプリケーションclassloaderが読み込みリクエストを開始することです。最初に拡張子に尋ね、次にブートストラップに尋ねます。それらのどれも見つからない場合は、ClassPathに行って自分で見つけてください。

このメカニズムの利點は、クラスの一貫性とセキュリティを保証し、ユーザー定義のクラスがコアクラスライブラリを上書きするのを防ぐことです。

一般的なクラスローダーの実裝と使用法

上記の標準のクラスローダーに加えて、Javaでは、開発者がクラスローダーをカスタマイズして、ネットワークからのロードクラス、ホット展開、プラグインシステムなどの特定のニーズを満たすこともできます。

いくつかの一般的なクラスローダー：

• URLClassLoader ：外部JARパッケージの動的負荷に適したURL（ローカルファイルやリモートHTTPアドレスなど）に基づいてクラスをロードできます。
• カスタムクラスローダー： ClassLoaderの継承と書き換えfindClass()またはloadClass()メソッドは、獨自のクラスロードロジックを?qū)g裝できます。
• WebApp ClassLoader （一般的にTomcatで）：各Webアプリケーションには獨自の獨立したクラスローダーがあり、さまざまなアプリケーションのクラスバージョンを分離するために使用されます。
• OSGIクラスローダー：モジュラーシステムで使用され、動的荷重とクラスのアンロードをサポートします。

プラグインシステムを開発している場合は、クラスローダーをカスタマイズして、指定されたディレクトリからプラグインのJARファイルをロードする必要があります。例えば：

パブリッククラスPlugInclassloaderはclassloaderを拡張します{
    プライベートファイナルファイルJarfile;

    public plaginclassloaser（ファイルjarfile、classloader parent）{
        スーパー（親）;
        this.jarfile = jarfile;
    }

    @オーバーライド
    保護されたクラス<？
        試す {
            byte [] classbytes = readclassfromfile（name）;
            return defineclass（name、classbytes、0、classbytes.length）;
        } catch（ioException e）{
            new classNotFoundException（ "class" name "not not"、e）をスローします。
        }
    }

    private byte [] readclassfromfile（string name）throws ioexception {
        //実際に瓶からクラスのバイトコードを読んでください...
    }
}

これにより、このクラスローダーを介してプラグインにクラスをロードできます。

クラスのアンインストールとメモリ管理

多くの人が知らないのは、クラスをアンインストールできるということですが、これは対応するクラスローダーがガベージが収集されている場合にのみ発生します。言い換えれば、クラスローダーがまだ參照されている限り、ロードするすべてのクラスはリサイクルされず、メモリの漏れを簡単に引き起こす可能性があります。

したがって、カスタムクラスローダーを使用する場合は、特にホットアップデートやダイナミックモジュールの読み込みなど、頻繁にロード/アンロードシナリオで、タイムリーなリリースリソースに注意を払う必要があります。

一般的な慣行は、ClassLoaderを弱い參照コンテナに配置するか、GCをスムーズにリサイクルできるようにするために不要になった場合に手動でnullに設(shè)定することです。

基本的にそれだけです。 ClassLoaderは、Javaの比較的低レベルですが非常に実用的な部分です。その原則と使用法を習得すると、より柔軟で堅牢なアプリケーションを作成するのに役立ちます。

以上がJava Classloadersの動作方法の詳細內(nèi)容です。詳細については、PHP 中國語 Web サイトの他の関連記事を參照してください。