Class.forName和ClassLoader

╰+哭是因爲堅強的太久メ 2022-12-27 07:48 89阅读 0赞

Java类加载过程

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3ljYjE5MTQ4NDU0NTE_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

> **装载**：通过类的全限定名获取二进制字节流，将二进制字节流转换成方法区中的运行时数据结构，在内存中生成Java.lang.class对象
> 
> **链接**：执行下面的验证、准备和解析步骤，其中解析步骤是可以选择的；
> 
> 验证：检查导入类或接口的二进制数据的正确性；（文件格式验证，元数据验证，字节码验证，符号引用验证）
> 
> 准备：给类的静态变量分配并初始化存储空间（此时初始化的是类型的初始值，还没有到代码中设定的初值）
> 
> 解析：将常量池中的符号引用转成直接引用；  
> **初始化**：激活类的静态变量的初始化Java代码和静态Java代码块，并初始化程序员设置的变量值。

在java中Class.forName()和ClassLoader都可以对类进行加载。ClassLoader就是遵循**双亲委派模型**最终调用启动类加载器的类加载器，实现的功能是“通过一个类的**全限定名**来获取描述此类的二进制字节流”，获取到二进制流后放到JVM中。Class.forName()方法实际上也是调用的CLassLoader来实现的。

Class.forName()的源码如下：

/**
 * Returns the {@code Class} object associated with the class or
 * interface with the given string name. Invoking this method is
 * equivalent to:
 *
 * <blockquote>
 * {@code Class.forName(className, true, currentLoader)}
 * </blockquote>
 ***省略部分注释
 **/
 @CallerSensitive
 public static Class<?> forName(String className)
 throws ClassNotFoundException {
 Class<?> caller = Reflection.getCallerClass();
 return forName0(className, true, ClassLoader.getClassLoader(caller), caller);
 }

最后调用的方法是**forName0**这个方法，在这个forName0方法中的第二个参数被默认设置为了true，这个参数代表是否对加载的类进行初始化，设置为true时会类进行初始化，代表会执行类中的**静态代码块**，以及对**静态变量**的赋值等操作。从注释中可知等价于**Class.forName(className, true, currentLoader)**

/**
 * Returns the {@code Class} object associated with the class or
 * interface with the given string name, using the given class loader.
 * Given the fully qualified name for a class or interface (in the same
 * format returned by {@code getName}) this method attempts to
 * locate, load, and link the class or interface. The specified class
 * loader is used to load the class or interface. If the parameter
 * {@code loader} is null, the class is loaded through the bootstrap
 * class loader. The class is initialized only if the
 * {@code initialize} parameter is {@code true} and if it has
 * not been initialized earlier.
 *
 * If {@code name} denotes a primitive type or void, an attempt
 * will be made to locate a user-defined class in the unnamed package whose
 * name is {@code name}. Therefore, this method cannot be used to
 * obtain any of the {@code Class} objects representing primitive
 * types or void.
 *
 * If {@code name} denotes an array class, the component type of
 * the array class is loaded but not initialized.
 *
 * For example, in an instance method the expression:
 *
 * <blockquote>
 * {@code Class.forName("Foo")}
 * </blockquote>
 *
 * is equivalent to:
 *
 * <blockquote>
 * {@code Class.forName("Foo", true, this.getClass().getClassLoader())}
 * </blockquote>
 *
 * Note that this method throws errors related to loading, linking or
 * initializing as specified in Sections 12.2, 12.3 and 12.4 of The
 * Java Language Specification.
 * Note that this method does not check whether the requested class
 * is accessible to its caller.
 *
 * If the {@code loader} is {@code null}, and a security
 * manager is present, and the caller's class loader is not null, then this
 * method calls the security manager's {@code checkPermission} method
 * with a {@code RuntimePermission("getClassLoader")} permission to
 * ensure it's ok to access the bootstrap class loader.
 *
 * @param name fully qualified name of the desired class
 * @param initialize if {@code true} the class will be initialized.
 * See Section 12.4 of The Java Language Specification.
 * @param loader class loader from which the class must be loaded
 * @return class object representing the desired class
 *
 * @exception LinkageError if the linkage fails
 * @exception ExceptionInInitializerError if the initialization provoked
 * by this method fails
 * @exception ClassNotFoundException if the class cannot be located by
 * the specified class loader
 *
 * @see java.lang.Class#forName(String)
 * @see java.lang.ClassLoader
 * @since 1.2
 */
 @CallerSensitive
 public static Class<?> forName(String name, boolean initialize,
 ClassLoader loader)
 throws ClassNotFoundException
 {
 Class<?> caller = null;
 SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
 if (sm != null) {
 // Reflective call to get caller class is only needed if a security manager
 // is present. Avoid the overhead of making this call otherwise.
 caller = Reflection.getCallerClass();
 if (sun.misc.VM.isSystemDomainLoader(loader)) {
 ClassLoader ccl = ClassLoader.getClassLoader(caller);
 if (!sun.misc.VM.isSystemDomainLoader(ccl)) {
 sm.checkPermission(
 SecurityConstants.GET_CLASSLOADER_PERMISSION);
 }
 }
 }
 return forName0(name, initialize, loader, caller);
 }

解释：

（1）尝试定位、加载 和链接

（2）如果给定的loader为null，会使用 bootstrap class loader加载类

（3）只有参数 **initialize** 为 true 并且这个类之前没有被初始化才会进行类的初始化

（4）如果name代表**原始类型或void，**将尝试在未命名包中查找名为\{@code name\}的用户定义类。因此，此方法不能用于获取任何表示原始类型或者void的class对象

（5）如果name代表数组类型，数组的组件类型会被加载，但是不会被初始化。（这一点？）

**下面举例说明：**

首先定义一个User类，代码如下

package com.Ycb.classloader;
    
    public class User {
        static {
            System.out.println("执行了User的static代码块！");
        }
    }

示列一、调用Class.forName(String name)方法

package com.Ycb.classloader;
 
 public class ClassLoaderTest {
 public static void main(String[] args) {
 try {
 Class<User> clazz = (Class<User>) Class.forName("com.Ycb.classloader.User");
 } catch (ClassNotFoundException e) {
 e.printStackTrace();
 }
 }
 }

运行结果：

> 执行了User的static代码块！

实例二：调用 forName(String name, boolean initialize, ClassLoader loader)

package com.Ycb.classloader;
 
 public class ClassLoaderTest {
 public static void main(String[] args) {
 try {
 Class<User> clazz = (Class<User>) Class.forName("com.Ycb.classloader.User", false, ClassLoader.getSystemClassLoader());
 } catch (ClassNotFoundException e) {
 e.printStackTrace();
 }
 }
 }

运行结果：如果initialize为false，静态代码块就不会执行，不会输出User中的静态代码块的内容

实例三：使用ClassLoader的测试方法：

**首先介绍下ClassLoader.loadClass的源码**

public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
 return loadClass(name, false);
 }

内部默认调用 Class<?> loadClass(String name, false);

> 第2个 boolean参数，表示目标对象是否进行链接，**false表示不进行链接**，由上面介绍可以，不进行链接意味着不进行包括初始化等一些列步骤，那么静态块和静态对象就不会得到执行

下面演示例子：

package com.Ycb.classloader;
    
    public class ClassLoaderTest {
        public static void main(String[] args) {
            try {
                ClassLoader.getSystemClassLoader().loadClass("com.Ycb.classloader.User");
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

不会输出User中的static代码块，根据运行结果得出Class.forName加载类时将类进了初始化，而ClassLoader的loadClass并没有对类进行初始化，只是把类加载到了虚拟机中。

### 应用场景 ###

在我们熟悉的Spring框架中的IOC的实现就是使用的ClassLoader。

而在我们使用JDBC时通常是使用Class.forName()方法来加载数据库连接驱动。这是因为在JDBC规范中明确要求Driver(数据库驱动)类必须向DriverManager注册自己。

以MySQL的驱动为例解释：

public class Driver extends NonRegisteringDriver implements java.sql.Driver {  
        //省略部分代码
      
        //  
        // Register ourselves with the DriverManager  
        //  
        static {  
            try {  
                java.sql.DriverManager.registerDriver(new Driver());  
            } catch (SQLException E) {  
                throw new RuntimeException("Can't register driver!");  
            }  
        }  
        //省略部分代码
    }

个人记录，有误盼指出，感谢！

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