JAVA类加载机制

流程

也就是说在使用的时候会执行一些代码

（反序列化就是readobject代码自动加载）

类加载器

介绍

赋予了 Java 类可以被动态加载到 JVM 中并执行的能力

• 类加载器是一个负责加载类的对象，用于实现类加载过程中的加载这一步
• 每个 Java 类都有一个引用指向加载它的 ClassLoader
• 数组类不是通过 ClassLoader 创建的（数组类没有对应的二进制字节流），是由 JVM 直接生成的

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class Class<T> {
  ...
  private final ClassLoader classLoader;
  @CallerSensitive
  public ClassLoader getClassLoader() {
     //...
  }
  ...
}

主要作用就是动态加载 Java 类的字节码（ .class 文件）到 JVM 中（在内存中生成一个代表该类的 Class 对象）。

加载规则

JVM 启动的时候，并不会一次性加载所有的类，而是根据需要去动态加载（调用才加载）

对于已经加载的类会被放在 ClassLoader 中。在类加载的时候，系统会首先判断当前类是否被加载过。已经被加载的类会直接返回，否则才会尝试加载。也就是说，对于一个类加载器来说，相同二进制名称的类只会被加载一次

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public abstract class ClassLoader {
  ...
  private final ClassLoader parent;
  // 由这个类加载器加载的类。
  private final Vector<Class<?>> classes = new Vector<>();
  // 由VM调用，用此类加载器记录每个已加载类。
  void addClass(Class<?> c) {
        classes.addElement(c);
   }
  ...
}

代码块

静态代码块

static {}，类第一次加载到 JVM 时执行一次。只执行一次！

用途：

• 初始化类的静态资源（静态变量）
• 只需要执行一次的准备动作（如加载配置文件、注册驱动等）

特点：

• 只执行一次
• 最早执行（甚至早于 main）

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public class Demo {
    static {
        System.out.println("静态代码块：类加载时执行一次");
    }
}

构造代码块（实例代码块）

{ }，每创建一个对象时执行一次，而且执行顺序在构造方法之前。

用途：

• 多个构造方法间共享代码（避免重复）

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public class Demo {
    {
        System.out.println("构造代码块：每次 new 对象时都会执行");
    }

    public Demo(){
        System.out.println("构造函数：最后执行");
    }
}

构造函数（构造方法）

每创建一个对象时执行一次，在构造代码块之后。

用途：

• 初始化对象的成员变量
• 创建对象时执行特定逻辑

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public Demo() {
    System.out.println("构造方法执行！");
}

对比

名称	触发条件	执行次数	目的
静态代码块 static {}	类加载时	一次	初始化静态资源
构造代码块 {}	创建对象	每次 new 都执行	构造方法前统一代码
构造方法	创建对象	每次 new 都执行	初始化对象属性

Class.forName()

• 用来 手动加载类 的方法

  Class.forName() 会触发：类加载 + 类初始化（执行静态代码块）

• 跟进查看原因：

  • 

    在forName调用的是forName0方法

  • 看forName0`方法

    

    native意思是c/c++写的

    传参：类名，判断（是否初始化），类加载器，其他（这个参数传递的都是null，不用写）

  • 

    forname的重写，判断有没有初始化

• 查看默认

  

  默认是true，也就是说默认是初始化的

  所以：

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  ClassLoader cl =ClassLoader.getPlatformClassLoader();
         Class.forName("com.example.demo.Person");

  手动修改，不会默认进行初始化

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  ClassLoader cl =ClassLoader.getPlatformClassLoader();
        Class.forName("com.example.demo.Person");
        c.newInstance

  即可初始化

  c.newInstance用于创建一个类的实例，相当于调用它的 无参构造方法。

研究底层

双亲委派

https://javaguide.cn/java/jvm/classloader.html#%E5%8F%8C%E4%BA%B2%E5%A7%94%E6%B4%BE%E6%A8%A1%E5%9E%8B

用于确定使用哪个加载类的

不是继承关系，是逻辑上的流程指向

而且这三个就加载器，所加载的路径不同

• Bootstrap ClassLoader（启动类加载器）：加载 $JAVA_HOME/jre/lib 目录下的核心类库（如 rt.jar、resources.jar 等），也可通过 -Xbootclasspath 参数指定路径。
• Extension ClassLoader（扩展类加载器）：加载 $JAVA_HOME/jre/lib/ext 目录下的类，或通过系统属性 java.ext.dirs 指定的路径。
• Application ClassLoader（应用程序类加载器）：加载 classpath 路径下的类，包括项目的 src/main/classes、lib 目录下的 jar 包，或通过 -cp/-classpath 参数指定的路径。

ClasshLoader

• loadclass不进行初始化

• 跟进去看看

  

  先调用一个参数到loadclass，返回了两个参数的loadclass

• 跟进loadclass（ —- , —–）

  

• 到findclass（）

  

  

  是相当于两者都是继承了urlclassload（其他两个没到找到findclass，所以就直接去了父类）

  

  而且目前已经生成了path（对于person）

  从路径中寻找，找到了之后调用了defineclass类

• 步入defineclass

  

  用于安全判断

  但是后面的返回值还调用了一个defineclass()

  

• 到SecureClassLoader.java（是urlclassload的父类）

  

• 接下来

  

  调用了defindclass1

  

• 

  通过传入类名，以及编译之后的字节码，利用字节码直接将类搞出来

流程：

​ 继承：ClassLoader->SecureClassLoader->URLClassLoader->AppClassLoader

​ 执行：loadClass->findClass(重写的方法)->defineClass(从字节码加载类)

问题：

test里面，静态写入获取计算器的命令执行代码：执行完成之后，删除test类，在主类里用urlclassloader.loadclass(Test)，为什么还会弹出计算器？？？

因为：只要类已经被加载到 JVM 中，其静态代码块就会执行，且不会因后续文件删除而撤销执行结果。

总结：

1. 类加载与反序列化类加载的时候会执行代码
   初始化:静态代码块
   实例化:构造代码块、无参构造函数

2. 动态类加载方法
   Class.forname
   初始化/不初始化
   ClassLoader.loadClass不进行初始化
   底层的原理，实现加载任意的类

3. 漏洞利用

   URLClassLoader任意类加载:file/http/jar

   ClassLoader.defineClass 字节码加载任意类 私有

   Unsafe.defineClass 字节码加载 public 类不能直接生成 Spring 里面可以直接生成