java - Java常量池解析策略

Question

来自许多地方，例如 Java SE Specifications和“Inside Java Virtual Machine”，它们都声明了当常量池条目的解析需要加载类型时，虚拟机使用与加载引用类型相同的类加载器来加载引用类型。

但是，我发现这条规则并不总是成立:

package com.alaneuler.test;

import java.io.InputStream;
import java.util.Arrays;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;

public class LinkageMain {
    static class MyClassLoader extends ClassLoader {
        private Set<String> selfFirstClasses;
        private String name;

        public MyClassLoader(String name, ClassLoader parent, String... selfFirstNames) {
            super(parent);
            this.name = name;
            selfFirstClasses = new HashSet<>(Arrays.asList(selfFirstNames));
        }

        @Override
        public Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException {
            if (selfFirstClasses.contains(name)) {
                String filename = name.substring(name.lastIndexOf(".") + 1) + ".class";
                try (InputStream is = getClass().getResourceAsStream(filename)) {
                    byte[] buf = new byte[is.available()];
                    int len = is.read(buf);
                    System.out.println(this.name + ": loading " + name);
                    return defineClass(name, buf, 0, len);
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

            if (!name.startsWith("java.")) {
                System.out.println(this.name + ": super.loadClass(" + name + ")");
            }
            return super.loadClass(name, resolve);
        }

        @Override
        public String toString() {
            return name;
        }
    }

    public static class User {}
    public static class Login {
        public void login(User u) {
            System.out.println("--- login called with user loaded by " + u.getClass().getClassLoader()  + " ---");
        }
    }
    public static class Main {
        public static void process() {
            User u = new User();
            new Login().login(u);
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        MyClassLoader baseCL = new MyClassLoader("Base", LinkageMain.class.getClassLoader(),
                "com.alaneuler.test.LinkageMain$User",
                "com.alaneuler.test.LinkageMain$Login");
        MyClassLoader specialCL = new MyClassLoader("specialCL", baseCL,
                "com.alaneuler.test.LinkageMain$User",
                "com.alaneuler.test.LinkageMain$Main");

        specialCL.loadClass("com.alaneuler.test.LinkageMain$Main").getMethod("process").invoke(null);
    }
}

我定义了一个自定义的 ClassLoader，它在其构造函数中接收一个应该由其自身定义的类名列表。基于此，baseCL 被配置为加载类 Login 和 User 和 specialCl 以加载 User 和 Main(我知道这个设置破坏了类加载器委托(delegate)模型)。

运行这个例子会产生:

specialCL: loading com.alaneuler.test.LinkageMain$Main
specialCL: loading com.alaneuler.test.LinkageMain$User
specialCL: super.loadClass(com.alaneuler.test.LinkageMain$Login)
Base: loading com.alaneuler.test.LinkageMain$Login
--- login called with user loaded by specialCL ---

上面写着 login 方法是用 specialCl 加载的对象 u 调用的 not baseCL。这种现象与一开始所说的概念相悖，实在是太奇怪了，想不通哪里不对。

此外，使用 baseCl 加载类 User 总是失败并出现 LinkageError: loader constraint violation: loader (instance of com/alaneuler/test/LinkageMain$MyClassLoader) 之前为名称为“com/alaneuler/test/LinkageMain$User”的不同类型启动加载。

我的问题是:

1. login 的调用不应该立即引发错误吗？
2. 为什么以下使用 baseCL 加载 User 失败并出现 LinkageError？

如有任何帮助，我们将不胜感激!

感谢 Frank Kieviet 的 blog因为该示例是根据他对 LinkageError 的研究构建的。

Answer 1

问题 1:“调用 login 不应该立即引发错误吗？”

不，因为根据 Java SE Specification - Resolution 的分辨率只有当 anewarray、checkcast、getfield、getstatic、instanceof , invokedynamic, invokeinterface, invokespecial, invokestatic, invokevirtual, ldc、ldc_w、multianewarray、new、putfield 和 putstatic 被执行。

• 在调用方(在 Main.process() 中)解析完成并成功
• 在被调用方(在 Login.login() 中)没有解决，因为您没有调用任何 User类方法或访问类的任何字段。
• 方法调用u.getClass()不算数，因为它解析为 Object.getClass()方法

---

问题 2:“为什么以下使用 baseCL 来加载 User 失败并返回 LinkageError?”

当 JVM 加载 Login 时class 它已经有一个名为 User 的类可用 specialCL 加载.它将 (specialCL, "User") 对存储在 Login 的加载器约束中类。

当 JVM 现在需要解析 User 时Login 中的类类，它调用 Login类类加载器加载 User类(class)。然而，此加载返回另一个 User类实例 (baseCL, "User") 然后是记录在加载器约束 (specialCL, "User") 中的实例。

有关加载约束的说明，请参阅 Java SE Specification - Loading Constraints