JVM 조사 : ClassLoader

🤦‍♂️

1. 클래스로더란?

• 자바 클래스들은 시작시 한번에 로드되지 않고, 애플리케이션에서 필요할 때 로드된다.

• 클래스로더 : JRE의 일부로써 런타임에 클래스를 동적으로 JVM에 로드하는 역할을 수행하는 모듈

• 자바의 클래스들은 자바 프로세스가 새로 초기화되면 클래스로더가 차례로 로딩되며 작동

2. 계층구조

1. 부트스트랩 클래스로더(Bootstrap classloader)
   1. 최상위 우선순위를 갖는 클래스 로더
   2. jre/lib/rt.jar를 로드
   3. 네이티브 코드로 구현되어있다

2. 확장 클래스 로더(Extension classloader)
   1. jre/lib/ext에 포함된 클래스 파일을 로드
   2. java.ext.dirs 환경 변수로 지정된 폴더에 있는 클래스 파일을 로딩
   3. Java로 구현되어 있으며, sun.misc.Launcher 클래스 안에 정적 클래스로 구현되어있으며 URLClassLoader를 상속하고 있다.

3. 애플리케이션 클래스로더(Application classloader)
   1. 애플리케이션의 클래스 패스에서 클래스를 읽어 로드
   2. -classpath 혹은 -cp 옵션으로 준 경로나 JAR 파일 안에 있는 Manifest 파일의 Class-Path 속성 값으로 지정된 폴더에 있는 클래스를 로딩
   3. Java로 구현되어 있으며 sun.misc.Launcher 클래스 안에 static 클래스로 구현되어 있으며, URLClassLoader를 상속
   4. 개발자가 애플리케이션 구동을 위해 직접 작성한 대부분의 클래스는 애플리케이션 클래스 로더에 의해 로딩된다.

3. 클래스 로더가 지켜야할 3가지 원칙

1. Delegation Principle
   1. 클래스 로딩 작업을 상위 클래스 로더에 위임

2. Visibility Principle
   1. 하위 클래스 로더는 상위 클래스 로더가 로드한 클래스의 내용을 볼 수 있지만 상위 클래스 로더는 하위 클래스 로더가 로드한 내용을 볼 수 없다.
   2. 상위 클래스 일수록 더 보편적으로 사용하는 클래스들이 있기 때문
   3. 상위가 하위를 볼 수 있다면, 계층적으로 구분해놓은 이유가 없어진다

3. Uniqueness Principle
   1. 하위 클래스로더는 상위 클래스 로더가 로딩한 클래스를 다시 로딩하지 않게 해서 로딩된 클래스의 유일성을 보장한다.
   2. 유일성을 식별하는 기준 : 클래스의 BinaryName
      1. java.lang.String | java.net.URLClassLoader$3$1

4. 클래스로더를 여러개 사용하는 이유

• 모듈화가 가능

• 클래스의 충돌을 피할 수 있다

• 효율적으로 사용할 수 있다
  • 사용하지 않는 클래스는 언로드해서 메모리 사용량을 줄일 수 있다.
    • 클래스 로더에 의해 로드된 클래스는 임의로 언로드 할 수 없다.
    • 다만 클래스 로더 자체를 제거하면서 언로드할 수 있다.
  • 동적으로 클래스나 리소스를 추가가능
  • 운영중에 수정된 클래스를 동적으로 리로딩하기 용이하다.

5. 출처

https://leeyh0216.github.io/posts/java_class_loader/

https://hbase.tistory.com/174

https://kkang-joo.tistory.com/10