Bootstrap Classloader 加载的类答案

【问题标题】：The classes loaded by Bootstrap ClassloaderBootstrap Classloader 加载的类
【发布时间】：2013-12-27 07:16:47
【问题描述】：

这个问题是this post提出的。当运行如下简单程序时

public class Sample
{
    public static void main(String[] args)
    {
    }
}

带有选项-versbose:class，它在加载这个类之前列出了一堆类

[Opened C:\jdk1.6.0_14\jre\lib\rt.jar]
[Loaded java.lang.Object from C:\jdk1.6.0_14\jre\lib\rt.jar]
[Loaded java.io.Serializable from C:\jdk1.6.0_14\jre\lib\rt.jar]
[Loaded java.lang.Comparable from C:\jdk1.6.0_14\jre\lib\rt.jar]
.
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[Loaded java.security.cert.Certificate from C:\jdk1.6.0_14\jre\lib\rt.jar]
[Loaded Sample from file:/D:/tmp/]
[Loaded java.lang.Shutdown from C:\jdk1.6.0_14\jre\lib\rt.jar]
[Loaded java.lang.Shutdown$Lock from C:\jdk1.6.0_14\jre\lib\rt.jar]

我的问题是，

我的程序从不需要 java.util.Collection、Set List 等类。那为什么 Bootstrap 类加载器正在加载它们。这是 JVM 规范要求的方式还是 Bootstrap 类加载器如何决定加载哪些类？

编辑：

另一方面：

即使你尝试运行一个不存在的类，程序也会以ClassNotFoundException 结束，但并非没有加载前面提到的所有类。因此，这些类仅在调用 JVM 时加载！所以 JVM 默认会加载一组类，但是，是什么控制了这种行为？

【问题讨论】：

标签： java classloader

【解决方案1】：

Class 是java.lang 包的一部分，因此引导类加载器会选择它进行加载，但Class 本身需要一些依赖的框架类，例如List 或Set，因此它们也会被加载.

如果你会在 JDK 中看到 Class 的代码，你会发现以下导入

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.Collection;
import java.util.HashSet;
import java.util.Iterator;
import java.util.List;
import java.util.LinkedList;
import java.util.LinkedHashSet;
import java.util.Set;
import java.util.Map;
import java.util.HashMap;

Class源内部使用Collections，所以需要加载。

【讨论】：

但是即使您尝试运行不存在的类，也会加载相同的类集！关键是，这些类是通过简单地调用 JVM 来加载的。
是的，因为 java.lang 包类是由引导类加载器自动加载的，所有依赖类也是如此。无论您键入不存在或存在的类名。
这也是我们不需要在源代码中导入 java.lang 导入的原因，因为它们是预加载的。
但是按照这个逻辑，即使是来自Collection 和IO 的类也不应该被要求导入！
是的，但是 Java 人员无法跟踪加载了其他包中的哪些类并为它们提供默认导入。因为有些可能会被删除，有些可能会在将来添加。然后它将变得依赖于实现。

【解决方案2】：

似乎对什么是引导类加载器有一些误解：

它解决了鸡/蛋问题：要拥有一个类加载器实例，您需要 - 很多 - 类，包括 object/classs/collections/io/nio 等
又名VM's built-in classloader
它加载所有java.类，即以java开头的类。不能被其他任何东西加载（这是安全模型的一部分）
实际上，bootstap 类加载器会加载 JRE 提供的所有类（例如来自 rt.jar 的任何类），尽管如果包不使用 java 启动。可以通过应用程序类加载器加载它
object.getClass().getClassLoader() 返回 null，因为引导类加载器通常位于本机/C 代码（JVM 的一部分）中，即它不是 java 类（因为它不能自行加载，请参见上面的 chicken/egg）
它不是任何其他类加载器的直接父级，ClassLoader.getParent() 不会返回它。
没有正式的直接方式来调用它的方法（因为它不作为 java 类存在），

现在回答直接问题：“是什么支配了这种行为？” - 当第一次尝试通过“Class.forName”加载一个类时，通常当前类的类加载器会要求它自己的父类这样做。引导类加载器被认为是系统类加载器（加载主类）的父级。如果当前类已经被引导类加载器加载，它会使用 VM 来解析需要加载的类。

最后 - java 中的类总是在需要时动态加载，每次尝试调用方法时 - 它从必须解析的常量池中获取完全限定的类名。该行为独立于类的类加载器。因此，当 JVM 实现第一个类时，球开始滚动。

【讨论】：

【解决方案3】：

JRE 可能会延迟加载，即仅在需要时加载一个类。

但是，在访问主类之前，JRE 已经在执行许多其他 java 代码，特别是 sun.misc.Launcher。这就是为什么在你的类之前加载很多类的原因。

一般来说，JRE 可以自行决定在何时加载它喜欢的任何类。

http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se7/html/jls-12.html#jls-12.1.2

一个实现可能会解析来自很早就被链接的类或接口的符号引用，甚至可以递归地解析来自被进一步引用的类和接口的所有符号引用。

一个实现可能会选择仅在积极使用符号引用时才解析它；对所有符号引用一致使用此策略将代表“最懒惰”的解决形式。

请注意，类的初始化发生在严格指定的时刻；没有“急切”的初始化——http://docs.oracle.com/javase/specs/jls/se7/html/jls-12.html#jls-12.4.1

【讨论】：