类装入组件是 Java™ 虚拟机的基础。虽然开发人员一般对类装入的基础有良好的掌握,但是当问题发生时,在诊断问题和确定解决方案方面可能还要有一定的困难。在这份由四部分组成的系列中,Lakshmi Shankar 和 Simon Burns 讨论了在 Java 开发中可能遇到的各种类装入问题,解释了它们为什么会发生和如何解决它们。他们提供的见解有助于理解和解决常见的 Java 异常,例如
NoClassDefFoundError 和
ClassNotFoundException,以及更有挑战性的问题,例如类装入器约束违反和死锁。在第 1 部分中,他们详细描述了 Java 类装入的工作方式,讨论了 JVM 中可以帮助诊断类装入问题的工具。
类装入器负责把类装入 Java 虚拟机(JVM)。简单的应用程序可以用 Java 平台内置的类装入工具装入类;更复杂的应用程序则倾向于定义自己定制的类装入器。但是,不论使用哪种类装入器,在类装入过程中都可能发生许多问题。如果想避免这类问题,需要理解类装入的基本机制。当问题发生时,对于可用的诊断特性和调试技术的了解会有助于解决问题。
在这个系列的文章中,我们将深入研究类装入的问题,并用丰富的示例演示它们。这份介绍性的文章的第一节描述类装入的基础;第二节介绍一些 JVM 调试特性。系列中剩下的三篇文章将侧重于解决类装入异常,并演示一些可能会碰到的更复杂的类装入问题。
类装入基础
这一节描述类装入的核心概念,为系列剩下的部分提供知识基础。
类装入器委托
类装入器委托模型 是把装入请求相互传给对方的类装入器图。引导 类装入器是这个图的根。用单一委托父类 创建类装入器,并在以下位置寻找类:
- 缓存(Cache)
- 父类(Parent)
- 自己(Self)
类装入器首先判断要求它装入的类是否与过去装入的类相同。如果相同,就返回上次返回的类(即保存在缓存中的类)。如果不是,就把装入类的机会交给父类。这两步递归地以深度优先的方式重复。如果父类返回 null(或抛出 ClassNotFoundException),那么类装入器会在自己的路径中寻找类的源。
因为父类类装入器总是先得到装入类的机会,所以类装入器装入的类最靠近根。这意味着所有核心引导类都是由引导装入器装入的,这就保证装入了类(例如 java.lang.Object)的正确版本。这也可以让类装入器看到自己或父类或祖先装入的类,但是不能看到子女装入的类。
图 1 显示了三个标准的类装入器: