7.5.2 模块化下的类加载器

7.5.2 模块化下的类加载器

为了保证兼容性,JDK 9并没有从根本上动摇从JDK 1.2以来运行了二十年之久的三层类加载器架构以及双亲委派模型。但是为了模块化系统的顺利施行,模块化下的类加载器仍然发生了一些应该被注意到变动,主要包括以下几个方面。

首先,是扩展类加载器(Extension Class Loader)被平台类加载器(Platform Class Loader)取代。 这其实是一个很顺理成章的变动,既然整个JDK都基于模块化进行构建(原来的rt.jar和tools.jar被拆分成数十个JMOD文件),其中的Java类库就已天然地满足了可扩展的需求,那自然无须再保留 <JAVA_HOME>\lib\ext目录,此前使用这个目录或者java.ext.dirs系统变量来扩展JDK功能的机制已经没有继续存在的价值了,用来加载这部分类库的扩展类加载器也完成了它的历史使命。类似地,在新版的JDK中也取消了<JAVA_HOME>\jre目录,因为随时可以组合构建出程序运行所需的JRE来,譬如假设我们只使用java.base模块中的类型,那么随时可以通过以下命令打包出一个“JRE”:

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jlink -p $JAVA_HOME/jmods --add-modules java.base --output jre

其次,平台类加载器和应用程序类加载器都不再派生自java.net.URLClassLoader,如果有程序直接依赖了这种继承关系,或者依赖了URLClassLoader类的特定方法,那代码很可能会在JDK 9及更高版本的JDK中崩溃。现在启动类加载器、平台类加载器、应用程序类加载器全都继承于jdk.internal.loader.BuiltinClassLoader,在BuiltinClassLoader中实现了新的模块化架构下类如何从模块中加载的逻辑,以及模块中资源可访问性的处理。两者的前后变化如图7-5和7-6所示。

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图7-5 JDK 9之前的类加载器继承架构

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图7-6 JDK 9及以后的类加载器继承架构

另外,读者可能已经注意到图7-6中有“BootClassLoader”存在,启动类加载器现在是在Java虚拟机内部和Java类库共同协作实现的类加载器,尽管有了BootClassLoader这样的Java类,但为了与之前的代码保持兼容,所有在获取启动类加载器的场景(譬如Object.class.getClassLoader())中仍然会返回null来代替,而不会得到BootClassLoader的实例。

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图7-7 JDK 9后的类加载器委派关系

最后,JDK 9中虽然仍然维持着三层类加载器和双亲委派的架构,但类加载的委派关系也发生了变动。当平台及应用程序类加载器收到类加载请求,在委派给父加载器加载前,要先判断该类是否能够归属到某一个系统模块中,如果可以找到这样的归属关系,就要优先委派给负责那个模块的加载器完成加载,也许这可以算是对双亲委派的第四次破坏。在JDK 9以后的三层类加载器的架构如图7-7所示,请读者对照图7-2进行比较。

在Java模块化系统明确规定了三个类加载器负责各自加载的模块,即前面所说的归属关系,如下所示。

  • 启动类加载器负责加载的模块:
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java.base               java.security.sasl
java.datatransfer java.xml
java.desktop jdk.httpserver
java.instrument jdk.internal.vm.ci
java.logging jdk.management
java.management jdk.management.agent
java.management.rmi jdk.naming.rmi
java.naming jdk.net
java.prefs jdk.sctp
java.rmi jdk.unsupported
  • 平台类加载器负责加载的模块:
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java.activation*            jdk.accessibility 
java.compiler* jdk.charsets
java.corba* jdk.crypto.cryptoki
java.scripting jdk.crypto.ec
java.se jdk.dynalink
java.se.ee jdk.incubator.httpclient
java.security.jgss jdk.internal.vm.compiler*
java.smartcardio jdk.jsobject
java.sql jdk.localedata
java.sql.rowset jdk.naming.dns
java.transaction* jdk.scripting.nashorn
java.xml.bind* jdk.security.auth
java.xml.crypto jdk.security.jgss
java.xml.ws* jdk.xml.dom
java.xml.ws.annotation* jdk.zipfs
  • 应用程序类加载器负责加载的模块:
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jdk.aot                 jdk.jdeps 
jdk.attach jdk.jdi
jdk.compiler jdk.jdwp.agent
jdk.editpad jdk.jlink
jdk.hotspot.agent jdk.jshell
jdk.internal.ed jdk.jstatd
jdk.internal.jvmstat jdk.pack
jdk.internal.le jdk.policytool
jdk.internal.opt jdk.rmic
jdk.jartool jdk.scripting.nashorn.shell
jdk.javadoc jdk.xml.bind*
jdk.jcmd jdk.xml.ws*
jdk.jconsole