【zz】Java编码的理解和Java加载器的理解

一，我对java中编码的理解
1. 编码的产生  
  对电脑而言，只认识0，1； 而现实世界是由各种符合组成，要想让计算机解释现实世界，就必须建立一套现实世界中的符号 和 计算机能处理的符号之间的对应关系，这个对应关系就是编码  

2. 在一个编辑器中，当我们在键盘上敲入一个字符时，在该编辑器上就会显示对应的字符，这个过程用计算机执行步骤来解释大致如下：  
  输入字符 –> 编辑器根据设定的编码格式把字符编成01格式 -> 编辑器再按编码规则对01解码–> 显示字符  

3.几种常见的编码格式  
1. ASCII码：   
  计算机中最早的一套编码格式，采用7位二进制表示一个常见的字符，我们知道，计算机是按照字节来处理数据的，一个字节8位，因此用一个字节就可以表示一个ASCII字符，且还有一个位空位，规定最高位不用，常见的把最高位设定为0。 7位二进制最多可以表示128个字符（2的7次方），ASCII码只能表示常见的英文字符，数字，和少量的符号（没办法，谁让计算机是人家老美先发明的啊，优先考虑本土语言，理解理解）  
注： 由于ASCII最早定义，使用广泛，使得之后出现的新的”字符“(不是汉字喔)编码都尽量和它兼容  

2. iso-8859-1：  
  尽管ASCII应用广泛，但是由于它定义的字符太少，即使对于同是使用字母语言的国家也不够用，更别说我们汉字啦，西欧许多国家使用拉丁语言，其中的很多字符ASCII编码都不认识喔，这当然会让它们不爽啦，总不能因为这个问题让那些国家的人不使用电脑吧， 于是ISO/IEC就推出了另外的一套编码标准ISO-8859-1. 这套标准完全和ASCII兼容，它使用8位二进制表示一个字符 —--- 刚好一个字节，其中最高位是0时的解释和ASCII一样（这样不就完全兼容啦，兼容很好理解吧），但最高位是1时则用于定义其它字符，这样就在保证和ASCII兼容的同时又扩展了ASCII，可以多表示字符啦  

3. GBK编码  
  光有字母语言国家的编码就可以么？， 可以啊，好好学习英语啊， 要不你看不懂啊，不想学？，那就不玩啊，呵呵，当然不会啦，对于中国，韩国，日本等这些国家，推出了一种新的编码GBK码， 在编码上GBK采用单双字节混合的方式，它也兼容ASCII喔，具体GBK怎么个编码，你查看资料啦， 这里重点关注的是编码的演化,提供的是思路哈  

4. Unicode  
  Unicode是为了打破这种编码的各自为政，带有强烈地域性的标示而推出的一种编码格式，目的是要达到世界的大同，大同好啊，方便交流啊，就是晚了点，计算机一出现就出来多好，就没了现在让程序员头疼的编码转来转去的麻烦了，恩，看来有界限的人心是会带来麻烦的，好了，啰嗦了这么多，才算真正引入正题，为什么会出现乱码，如何解决乱码  
    
4. 揭示web中乱码的病因  
  比如说现在有两个人，张三 和 make分别来自中国和美国，现在他们访问同一台j2ee服务器,他们都向服务器发送了一条消息  
  张三： 嗨，我是张三  
  Make: hello, I’m make  
  假如张三发送的信息采用的编码格式是GBK, make的是ASCII, 对于浏览器而言，留言器没有把发送的信息采用的编码格式告诉给web服务器（之前的浏览器没提供这个功能，又是地域性的见识啊，现在最新版的不知道有没有），web服务器不知道你发过来的信息编码格式啊，怎么解释呢，没办法只好提供个默认的吧，恩还是用iso-8859-1吧（毕竟java也是老美搞出的啊，没办法），英语的没问题，web服务器能听懂，毕竟大家都说英语嘛，并且make对web服务器而言，懂得字母还少了点呢； 汉语的就不行了，就好比一个人只懂汉语，另一个人只懂英语，怎么交流啊，可以交流？那就只好”~！@#￥%“, 这就是java中乱码的病因吧  

5. 如何避免乱码的产生  
  知道了病因，对症下药就好啦，   
  1. 让浏览器明确指定信息的编码格式， 这个不行啦，程序员干涉不了啦，这不是你的问题啦，不知道现在的浏览器是否已提供这种机制啊，请知道的朋友明示：？  
  2. 明确采用GBK编码处理请求的数据啊  
  3. 因为一般的浏览器可以解析多种编码格式，我们的web响应内容，最好指定编码格式喔，这个大家都知道啦  
  4. 不知道那些国外的站点是如何处理中文的，请大师们开始啊  

二、我对java中类装载的理解 

1.Java中的所有类，必须被装载到jvm中才能运行，这个装载工作是由jvm中的类装载器完成的，  
类装载器所做的工作实质是把类文件从硬盘读取到内存中  

2.java中的类大致分为三种：  
  1.系统类  
  2.扩展类  
  3.由程序员自定义的类  

3.类装载方式，有两种  
  1.隐式装载， 程序在运行过程中当碰到通过new 等方式生成对象时，隐式调用类装载器加载对应的类到jvm中，  
  2.显式装载， 通过class.forname()等方法，显式加载需要的类  
  隐式加载与显式加载的区别：  
  两者本质是一样?，  
  ？  

4.类加载的动态性体现  
  一个应用程序总是由n多个类组成，Java程序启动时，并不是一次把所有的类全部加载后再  
运行，它总是先把保证程序运行的基础类一次性加载到jvm中，其它类等到jvm用到的时候再加载，这样的好处是节省了内存的开销，因为java最早就是为嵌入式系统而设计的，内存宝贵，这是一种可以理解的机制，而用到时再加载这也是java动态性的一种体现  

5．java类装载器  
  Java中的类装载器实质上也是类，功能是把类载入jvm中，值得注意的是jvm的类装载器并不是一个，而是三个，层次结构如下：  
  Bootstrap Loader - 负责加载系统类  
  |  
  - - ExtClassLoader - 负责加载扩展类  
  |  
  - - AppClassLoader - 负责加载应用类  
  为什么要有三个类加载器，一方面是分工，各自负责各自的区块，另一方面为了实现委托模型，下面会谈到该模型
 
6. 类加载器之间是如何协调工作的  
  前面说了，java中有三个类加载器，问题就来了，碰到一个类需要加载时，它们之间是如何协调工作的，即java是如何区分一个类该由哪个类加载器来完成呢。  
在这里java采用了委托模型机制，这个机制简单来讲，就是“类装载器有载入类的需求时，会先请示其Parent使用其搜索路径帮忙载入，如果Parent 找不到,那么才由自己依照自己的搜索路径搜索类”，注意喔，这句话具有递归性  
下面举一个例子来说明，为了更好的理解，先弄清楚几行代码：  
Public class Test{  
  Public static void main(String[] arg){  
  ClassLoader c = Test.class.getClassLoader(); //获取Test类的类加载器  
  System.out.println(c);   
  ClassLoader c1 = c.getParent(); //获取c这个类加载器的父类加载器  
  System.out.println(c1);  
  ClassLoader c2 = c1.getParent();//获取c1这个类加载器的父类加载器  
  System.out.println(c2);  
  }  
}  
把以上代码存到d:\my 文件夹下，直接编译，然后在dos模式下运行  
D:\my\java Test  
  。。。AppClassLoader。。。  
  。。。ExtClassLoader。。。  
  Null  

D:\my  

注： 。。。表示省略了内容  
可以看出Test是由AppClassLoader加载器加载的  
AppClassLoader的Parent 加载器是 ExtClassLoader  

但是ExtClassLoader的Parent为 null 是怎么回事呵，朋友们留意的话，前面有提到Bootstrap Loader是用C++语言写的,依java的观点来看，逻辑上并不存在Bootstrap Loader的类实体，所以在java程序代码里试图打印出其内容时，我们就会看到输出为null  
【注：以下内容大部分引用java深度历险】  
弄明白了上面的示例，接下来直接进入类装载的委托模型实例，写两个文件，如下：  
文件：Test1.java  
Public class Test1{  
  Public static void main(String[] arg){  
  System.out.println(Test1.class.getClassLoader());  
  Test2 t2 = new Test2();  
  T2.print();  
  }  
}  

文件： Test2.java  
Public class Test2{  
  Public void prin(){  
  System.out.println(this.getClass().getClassLoader());  
  }  
}  

这两个类的作用就是打印出载入它们的类装载器是谁， 将这两个文件保存到d:\my目录下，编译后，我们在复制两份，分别置于 <JRE所在目录>\classes下（注意，刚开始我们的系统下没有此目录，需自己建立） 与 <JRE所在目录>\lib\ext\classes下（同样注意，开始我们的系统下也没此目录，手工建立）, 然后切换到d:\my目录下开始测试，  

测试一：  
<JRE所在目录>\classes下  
Test1.class  
Test2.class  

<JRE所在目录>\lib\ext\classes下  
Test1.class  
Test2.class  

D:\my下  
Test1.class  
Test2.class  


dos下输入运行命令，结果如下：  
D:\my>java Test1  
Null  
Null  

D:\my>  
    
  从输出结果我们可以看出，当AppClassLoader要载入Test1.class时，先请其Parent，也就是ExtClassLoader来载入，而ExtclassLoader又请求其Parent,即Bootstrap Loader来载入Test1.class. 由于 <JRE所在目录>\Classes目录为Bootstrap Loader的搜索路径之一，所以Bootstrap Loader找到了Test1.class,因此将它载入，接着在Test1.class之内有载入Test2.class的需求，由于Test1.class是由Bootstrap Loader所载入，所以Test2.class内定是由Bootstrap Loader根据其搜索路径来找，因Test2.class也位于Bootstrap Loader可以找到的路径下，所以也被载入了，最后我们看到Test1.class与Test2.class都是由Bootstrap Loader（null）载入。  


测试二：  
<JRE所在目录>\classes下  
Test1.class  

<JRE所在目录>\lib\ext\classes下  
Test1.class  
Test2.class  

D:\my下  
Test1.class  
Test2.class  

dos下输入运行命令，结果如下：  
D:\my>java Test1  
Null  
Exception in thread “main” java.lang.NoClassdefFoundError:Test2 at Test1.main。。。  
D:\my>  

  从输出结果我们可以看出，当AppClassLoader要载入Test1.class时，先请其Parent，也就是ExtClassLoader来载入，而ExtclassLoader又请求其Parent,即Bootstrap Loader来载入Test1.class. 由于 <JRE所在目录>\Classes目录为Bootstrap Loader的搜索路径之一，所以Bootstrap Loader找到了Test1.class,因此将它载入，接着在Test1.class之内有载入Test2.class的需求，由于Test1.class是由Bootstrap Loader所载入，所以Test2.class内定是由Bootstrap Loader根据其搜索路径来找，但是因为Bootstrap Loader根本找不到Test2.class（被我们删除了），而Bootstrap Loader又没有Parent，所以无法载入Test2.class.最后我们看到Test1.class是由Bootstrap Loader（null）载入，而Test2.class则无法载入  


测试三  
<JRE所在目录>\classes下  

Test2.class  

<JRE所在目录>\lib\ext\classes下  
Test1.class  
Test2.class  

D:\my下  
Test1.class  
Test2.class  

dos下输入运行命令，结果如下：  
D:\my>java Test1  
。。。ExtClassLoader。。。  
Null  

D:\my>  

  从输出结果我们可以看出，当AppClassLoader要载入Test1.class时，先请其Parent，也就是ExtClassLoader来载入，而ExtclassLoader又请求其Parent,即Bootstrap Loader来载入Test1.class.但是Bootstrap Loader无法在其搜索路径下找到Test1.class(被我们删掉了)，所以ExtClassLoader只得自己搜索，因此ExtClassLoader在其搜索路径 <JRE所在目录>\lib\ext\classes下找到了Test1.class,因此将它载入，接着在Test1.class之内有载入Test2.class的需求，由于Test1.class是由ExtClassLoader所载入，所以Test2.class内定是由ExtClassLoader根据其搜索路径来找，但是因为ExtClassLoader有Parent,所以先由Bootstrap Loader帮忙寻找，Test2.class位于Bootstrap Loader可以找到的路径下，所以被Bootstrap Loader载入了.最后我们看到Test1.class是由ExtClassLoader载入，而Test2.class则是由Bootstrap Loader（null）载入  

  了解了以上规则，请朋友们自行分析以下场景的执行结果  

测试四：  
<JRE所在目录>\classes下  


<JRE所在目录>\lib\ext\classes下  
Test1.class  
Test2.class  

D:\my下  
Test1.class  
Test2.class  


测试五：  
<JRE所在目录>\classes下  


<JRE所在目录>\lib\ext\classes下  
Test1.class  


D:\my下  
Test1.class  
Test2.class  


测试六：  
<JRE所在目录>\classes下  


<JRE所在目录>\lib\ext\classes下  

Test2.class  


D:\my下  
Test1.class  
Test2.class  


测试七：  
<JRE所在目录>\classes下  


<JRE所在目录>\lib\ext\classes下  


D:\my下  
Test1.class  
Test2.class