जावा क्लासलोडर

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जावा क्लास लोडर जावा रनटाइम एनवायरनमेंट का एक भाग है जो जावा क्लास को जावा आभासी मशीन (वर्चुअल मशीन) में गतिशील रूप से लोड करता है।[1] सामान्यतः क्लासेस केवल अनुरोध पर ही लोडित की जाती हैं। वर्चुअल मशीन केवल प्रोग्राम को निष्पादित करने के लिए आवश्यक क्लास फ़ाइलों को लोडित करेगी।[2] जावा रन टाइम सिस्टम को फ़ाइलों और फ़ाइल सिस्टम के विषय में परिचित होने की आवश्यकता नहीं है क्योंकि यह क्लास लोडर को प्रत्यायोजित किया गया है।

एक सॉफ़्टवेयर लाइब्रेरी (कंप्यूटिंग) संबंधित ऑब्जेक्ट कोड का एक संग्रह है। जावा (प्रोग्रामिंग भाषा) में, लाइब्रेरीज़ को सामान्यतः JAR फ़ाइलों में पैक किया जाता है। लाइब्रेरी में विभिन्न प्रकार के ऑब्जेक्ट हो सकते हैं। जार फ़ाइल में सम्मिलित ऑब्जेक्ट का अधिक महत्वपूर्ण प्रकार जावा क्लास है। एक क्लास को कोड की नामित इकाई के रूप में विचारा जा सकता है। क्लास लोडर लाइब्रेरी का स्थान निर्धारण, उनकी विषय सूची का अध्ययन तथा लाइब्रेरी के भीतर उपस्थित क्लासेस को लोड करने के लिए उत्तरदायी है। यह लोडिंग सामान्यतः "ऑन डिमांड" की जाती है, ऐसा तब तक नहीं होता है जब तक प्रोग्राम द्वारा क्लास को कॉल नहीं किया जाता है। किसी नामित क्लास को दिए गए क्लास लोडर द्वारा केवल एक बार लोड किया जा सकता है।

प्रत्येक जावा क्लास को क्लास लोडर द्वारा ही लोड किया जाना चाहिए।[3][4] इसके अतिरिक्त, जावा (सॉफ़्टवेयर प्लेटफ़ॉर्म) बाह्य लाइब्रेरी का उपयोग कर सकते हैं (अर्थात, प्रोग्राम के लेखक के अतिरिक्त किसी अन्य द्वारा लिखित और प्रदान की गई लाइब्रेरी) या सम्भवतः उन्हें अनेक लाइब्रेरी के भागों में निर्माण किया जा सकता है।

जब JVM प्रारंभ किया जाता है, तो तीन क्लास लोडर का उपयोग किया जाता है:[5][6][2]

  1. बूटस्ट्रैप क्लास लोडर
  2. एक्सटेंशन क्लास लोडर
  3. सिस्टम क्लास लोडर

बूटस्ट्रैप क्लास लोडर <JAVA_HOME>/jre/lib (या जावा 9 और उससे ऊपर के लिए <JAVA_HOME>/jmods>) निर्देशिका में स्थित कोर जावा लाइब्रेरीज़[fn 1] को लोड करता है। यह क्लास लोडर जो कोर जेवीएम का भाग है, मूल कोड में लिखा गया है। बूस्ट्रैप ClassLoader किसी क्लासलोडर ऑब्जेक्ट से संबद्ध नहीं है।[2] उदाहरण के लिए, StringBuilder.class.getClassLoader() nullलौटाता है।[2]

एक्सटेंशन क्लास लोडर एक्सटेंशन निर्देशिकाओं (<JAVA_HOME>/jre/lib/ext,[5]या java.ext.dirsसिस्टम गुणों (प्रॉपर्टी) द्वारा निर्दिष्ट किसी अन्य निर्देशिका) में कोड भारण करता है।

सिस्टम क्लास लोडर java.class.pathपर पाए गए कोड का भारण करता है, जो CLASSPATH एनवायरनमेंट चर पर प्रतिचित्रित होता है।

यूज़र डिफ़ाइंड क्लास लोडर

जावा क्लास लोडर जावा में लिखा गया है। इसलिए जावा वर्चुअल मशीन की विशेषताओं के ज्ञान के बिना, स्वयं के क्लास लोडर का निर्माण करना संभव है। बूटस्ट्रैप क्लास लोडर के अतिरिक्त प्रत्येक जावा क्लास लोडर में एक पैरेंट क्लास लोडर होता है।[7] पैरेंट क्लास लोडर को उस स्थिति में परिभाषित किया जाता है जब एक नए क्लास लोडर को द्रिश्तान्किक्रित किया जाता है या वर्चुअल मशीन के सिस्टम डिफॉल्ट क्लास लोडर पर स्थित (सेट) किया जाता है।

इससे यह संभव हो जाता है (उदाहरण के लिए):

  • रनटाइम पर क्लासेस को लोड या अनलोड करने के लिए (उदाहरण के लिए HTTP संसाधन से भी रनटाइम पर लाइब्रेरी को गतिशील रूप से लोड करना)। यह इसके लिए एक महत्वपूर्ण विशेषता है:
    • ज्योथन जैसी स्क्रिप्टिंग भाषाओं को प्रयुक्त करना
    • JavaBean बिल्डर्स का उपयोग करना
    • यूज़र डिफ़ाइंड विस्तारणीयता की अनुमति देना
    • एक से अधिक नेमस्पेस को सूचनाओं का आदान प्रदान करने की अनुमति देना। उदाहरण के लिए CORBA / RMI प्रोटोकॉल के मूल सिद्धांतों में से एक है।
  • जावा बाइटकोड लोड करने के तरीके को परिवर्तित करने के लिए (उदाहरण के लिए, एन्क्रिप्टेड जावा क्लास बाइटकोड का उपयोग करना संभव है)।[8]
  • लोड किए गए बाइटकोड को संशोधित करने के लिए (उदाहरण के लिए, पहलू-उन्मुख प्रोग्रामिंग का उपयोग करते समय पहलुओं के लोड-टाइम पहलू बुनकर के लिए)।

जकार्ता ईई में क्लास लोडर

जकार्ता ईई (पूर्व में जावा ईई और जे2ईई) एप्लिकेशन सर्वर सामान्यतः क्लास लोडर के एक ट्री द्वारा परिनियोजित डब्ल्यूएआर (फ़ाइल प्रारूप) या ईएआर (फ़ाइल प्रारूप) संग्रह से क्लासेस लोड करते हैं जो एप्लिकेशन को अन्य अनुप्रयोगों से पृथक करते हैं किन्तु परिनियोजित मॉड्यूल के मध्य क्लासेस साझा करते हैं। तथाकथित सर्वलेट कंटेनर सामान्यतः एक से अधिक क्लास लोडर के संबंध में कार्यान्वित किए जाते हैं।[4][9]

जार हेल

जेएआर हेल डीएलएल हेल के समान एक शब्द है जिसका उपयोग उन सभी विभिन्न प्रकारों का वर्णन करने के लिए किया जाता है जिनमें क्लासलोडिंग प्रक्रिया कार्य नहीं कर सकती है।[10] तीन प्रकार से JAR नरक घटित हो सकता है:

  • किसी सिस्टम पर संस्थापित लाइब्रेरी के दो भिन्न-भिन्न संस्करणों की आकस्मिक उपस्थिति। इसे सिस्टम द्वारा त्रुटि नहीं माना जाएगा। अपितु, सिस्टम किसी न किसी लाइब्रेरी से क्लासेस लोड करेगा। नई लाइब्रेरी को प्रतिस्थापित करने के स्थान पर उसे उपलब्ध लाइब्रेरी की सूची में युग्मित करने से हो सकता है कि एप्लिकेशन अभी भी ऐसा आचरण कर रहा हो जैसे कि पुरानी लाइब्रेरी उपयोग में है, जो कि हो भी सकती है।
  • एक से अधिक लाइब्रेरी या एप्लिकेशन को लाइब्रेरी फू के विभिन्न संस्करणों की आवश्यकता होती है। यदि लाइब्रेरी फू के संस्करण समान क्लास नामों का उपयोग करते हैं तो लाइब्रेरी फू के संस्करणों को उसी क्लास लोडर के साथ लोड करने का कोई अन्य उपाय नहीं है।
  • अत्यधिक जटिल JAR हेल की समस्याएँ उन परिस्थितियों में उत्पन्न होती हैं जो क्लासलोडिंग सिस्टम की पूर्ण जटिलता का लाभ उठाती हैं। एक जावा प्रोग्राम के लिए केवल एक "फ्लैट" क्लास लोडर का उपयोग करना आवश्यक नहीं है, अपितु इसमें अनेक (संभवतः बहुत अधिक) नेस्टेड सहयोगी क्लास लोडर समाहित हो सकते है। विभिन्न क्लास लोडर द्वारा लोड की गई क्लासेस जटिल प्रकारों से एक दूसरे को प्रभावित कर सकती हैं जो किसी डेवलपर द्वारा पूर्णतया समझ में नहीं आती हैं, जिससे त्रुटियां या बग उत्पन्न होते हैं जिनका विश्लेषण, व्याख्या तथा हल करना कठिन होता है।[11]

ओएसजीआई ने निर्दिष्ट किया (वर्ष 1998 में जेएसआर 8 के रूप में प्रारम्भ) एक मॉड्यूलरिटी संरचना जिसका उद्देश्य एमई, एसई और ईई में वर्तमान और भविष्य के वीएम के लिए जेएआर हेल का समाधान करना है जिसे व्यापक रूप से अपनाया गया है। JAR अभिव्यक्ति (मेनिफेस्ट) में मेटाडेटा का उपयोग करके JAR फ़ाइलें (जिन्हें बंडल कहा जाता है) को प्रति-पैकेज के आधार पर युग्मित किया जाता है। बंडल पैकेज का निर्यात और आयात कर सकते हैं तथा  मॉड्यूलरिटी और संस्करण निर्भरता प्रबंधन की मूलभूत संरचनाएं प्रदान करके पैकेज को व्यक्तिगत रख सकते हैं।

JAR नरक समस्याओं को हल करने के लिए, एक जावा सामुदायिक प्रक्रिया - JSR 277 को 2005 में शुरू किया गया था। संकल्प - जावा प्लेटफ़ॉर्म मॉड्यूल सिस्टम - का उद्देश्य एक नया वितरण प्रारूप, एक मॉड्यूल संस्करण योजना और एक सामान्य मॉड्यूल रिपॉजिटरी (उद्देश्य के समान) पेश करना था माइक्रोसॉफ्ट .NET का ग्लोबल असेंबली कैश)। दिसंबर 2008 में, सन ने घोषणा की कि JSR 277 को रोक दिया गया है।[12] जावा मॉड्यूल सिस्टम को बाद में प्रोजेक्ट आरा के रूप में रीबूट किया गया[13] जिसे जावा संस्करण इतिहास#जावा एसई 9 में शामिल किया गया था। 2017 में जारी, इसमें मॉड्यूलर सॉफ़्टवेयर के लिए समर्थन शामिल है, जिसे जावा प्लेटफ़ॉर्म मॉड्यूल सिस्टम कहा जाता है, जिसे मॉड्यूल-info.java फ़ाइलों के साथ स्रोत स्तर पर नियंत्रित किया जाता है। यह ओएसजीआई आर्किटेक्चर से एक अलग दर्शन का पालन करता है जिसका उद्देश्य जावा रनटाइम पर्यावरण के लिए बैकवर्ड-संगत तरीके से मॉड्यूलरिटी प्रदान करना है जो जेआरई द्वारा प्रदान की जाने वाली लोडिंग कक्षाओं के डिफ़ॉल्ट तंत्र का उपयोग करता है। हालाँकि, चूंकि यह विभिन्न संस्करणों के साथ पुस्तकालयों के नियंत्रित सह-अस्तित्व की क्षमता प्रदान नहीं करता है, इसलिए यह JAR नरक समस्या से निपटने के लिए उपयुक्त नहीं है।[14]


यह भी देखें

फ़ुटनोट

  1. ↑ These libraries are stored in Jar files called rt.jar, core.jar, server.jar, etc.

संदर्भ

  1. ↑ Mcmanis, Chuck (October 1, 1996). "The basics of Java class loaders". JavaWorld. Retrieved 2020-07-13.
  2. ↑ 2.0 2.1 2.2 2.3 Horstmann 2022, §10.1.1 The Class-Loading Process.
  3. ↑ Horstmann 2022, §8.2.5 Writing Byte Codes to Memory.
  4. ↑ 4.0 4.1 Christudas, Binildas (January 26, 2005). "Internals of Java Class Loading". onjava.com. Archived from the original on 2018-05-10.
  5. ↑ 5.0 5.1 "Understanding Extension Class Loading". The Java Tutorials. docs.oracle.com. Retrieved 2020-07-13.
  6. ↑ Sosnoski, Dennis (April 29, 2003). "Classes and class loading". IBM DeveloperWorks. Retrieved 2008-01-26.
  7. ↑ Horstmann 2022, 10.1.2 The Class Loader Hierarchy.
  8. ↑ Roubtsov, Vladimir (May 9, 2003). "Cracking Java byte-code encryption". JavaWorld. Retrieved 2020-07-13.
  9. ↑ deBoer, Tim; Karasiuk, Gary (August 21, 2002). "J2EE Class Loading Demystified". IBM DeveloperWorks. Retrieved 2008-01-26.
  10. ↑ "Depot - Apache Incubator". Archived from the original on 2013-06-01.
  11. ↑ "Taxonomy of class loader problems with Jakarta Commons Logging".
  12. ↑ Mark Reinhold (September 20, 2010). "Project Jigsaw". Oracle Corporation. Archived from the original on 2015-12-08.
  13. ↑ "Project Jigsaw". Oracle Corporation. Retrieved 2015-11-29.
  14. ↑ Bartlett, Neil; Hackbarth, Kai (2016-09-22). "Java 9, OSGi and the Future of Modularity (Part 1)". InfoQ.


बाहरी संबंध

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