[Java] Class Loader System - 클래스 로더 시스템

로딩 → 링크 → 초기화

1. 로딩

클래스 로더가 .class파일을 읽은 후 그 내용에 따라 적절한 바이너리 데이터를 만들고 메서드 영역에 저장한다.

기본적으로 계층형 구조로 되어있다.

기본적인 3가지 클래스 로더, Bootstrap. Platform(Extension), Application
최상위 Bootstrap클래스 로더부터 하위 클래스 로더인 Application클래스 로더가 class를 찾다 존재하지 않으면 ClassNotFoundException을 던지고 해당 프로그램 혹은 스래드가 죽는다.

Bootstrap → Platform → Application → throw ClassNotFoundException
Extension Class Loader는 JDK9부터 Platform Class Loader로 이름변경 되었다.
로딩이 끝나면 해당 클래스 타입의 Class<?>객체를 생성하여 힙 - heap 영역에 저장된다.
저장되는 데이터

1. `FQCN - Fully Qualified Class Name`

모든 클래스에는 정의된 클래스 이름과 패키지 이름이 있는데, 완전한 클래스 이름은 클래스 이름 + 패키지 이름을 합쳐야된다.

String a = "a" // Class Name
java.lang.String b = "b" // Fully Qualified Class Name

2. Class, Interface, Enum
3. Method, Variable

Class Loader의 실체를 확인해보자

public class App {

    public static void main(String[] args) {
        ClassLoader classLoader = App.class.getClassLoader();
        System.out.println("classLoader = " + classLoader);
        System.out.println("classLoader.getParent() = " + classLoader.getParent());
        System.out.println("classLoader.getParent().getParent() = " + classLoader.getParent().getParent());
    }
}

main메서드가 있는 클래스에서 class loader를 불러와 부모와 자식들을 확인해 봤다.

출력결과는 다음과 같다.

classLoader = jdk.internal.loader.ClassLoaders$AppClassLoader@2c13da15
classLoader.getParent() = jdk.internal.loader.ClassLoaders$PlatformClassLoader@17c68925
classLoader.getParent().getParent() = null

AppClassLoader(ApplicationClassLoader)와 PlatformClassLoader가 출력된다. 하지만 BootstrpClassLoader는 나오지 않고 null이 출력된다.

BootstrapClassLoader를 불러올 수 없는 이유

결론은 native코드로 구현되어 Java에서 볼 수가 없다.

native코드로 되어있어서 JVM구현체마다 다르다.
Java code에서 참조를 할 수 없다.

하지만 jdk.internal.loader.ClassLoaders에서 Bootstrap클래스 로더를 확인할 수 있다.

2. 링크

Verify, Prepare, Reolve(optional) 세 단계로 나눠져 있다.

Verify

.class 파일이 형식이 유효한지 체크한다.

혹시라도 byte code가 올바르지 않게 변경될 수 있으므로

Prepare

클래스 변수(static 변수)와 기본값에 필요한 메모리를 준비하는 과정이다.

Resolve

심볼릭 메모리 레퍼런스를 메소드 영역에 있는 실제 레퍼런스로 교체한다.

선택적으로 이루어 진다. (Optinoal)

3. 초기화

static변수의 값을 할당한다.