/**



        * Describes the Request-For-Enhancement(RFE) that led



        * to the presence of the annotated API element.



        */



       public @interface RequestForEnhancement {



           int       id();



           String synopsis();



           String engineer() default "[unassigned]"; 



           String date();       default "[unimplemented]"; 



       }

       @RequestForEnhancement(



           id          = 2868724,



           synopsis = "Enable time-travel",



           engineer = "Mr. Peabody",



           date        = "4/1/3007"



       )



       public static void travelThroughTime(Date destination) { ... }

       /**



        * Indicates that the specification of the annotated API element



        * is preliminary and subject to change.



        */



       public @interface Preliminary { }

       @Preliminary public class TimeTravel { ... }

       /**



        * Associates a copyright notice with the annotated API element.



        */



       public @interface Copyright {



           String value();



       }

       @Copyright("2002 Yoyodyne Propulsion Systems")



       public class OscillationOverthruster { ... }

       import java.lang.annotation.*;







       /**



        * Indicates that the annotated method is a test method.



        * This annotation should be used only on parameterless static methods.



        */



       @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)



       @Target(ElementType.METHOD)



       public @interface Test { }

       public class Foo {



           @Test public static void m1() { }



           public static void m2() { }



           @Test public static void m3() {



               throw new RuntimeException("Boom");



           }



           public static void m4() { }



           @Test public static void m5() { }



           public static void m6() { }



           @Test public static void m7() {



               throw new RuntimeException("Crash");



           }



           public static void m8() { }



       }







Here is the testing tool:







       import java.lang.reflect.*;







       public class RunTests {



          public static void main(String[] args) throws Exception {



             int passed = 0, failed = 0;



             for (Method m : Class.forName(args[0]).getMethods()) {



                if (m.isAnnotationPresent(Test.class)) {



                   try {



                      m.invoke(null);



                      passed++;



                   } catch (Throwable ex) {



                      System.out.printf("Test %s failed: %s %n", m, ex.getCause());



                      failed++;



                   }



                }



             }



             System.out.printf("Passed: %d, Failed %d%n", passed, failed);



          }



       }

       $ java RunTests Foo



       Test public static void Foo.m3() failed: java.lang.RuntimeException: Boom 



       Test public static void Foo.m7() failed: java.lang.RuntimeException: Crash 



       Passed: 2, Failed 2

package com.bjinfotech.practice.annotation;







/**



* 演示如何使用java5内建的annotation



* 参考资料：



* http://java.sun.com/docs/books/tutorial/java/javaOO/annotations.html



* http://java.sun.com/j2se/1.5.0/docs/guide/language/annotations.html



* http://mindprod.com/jgloss/annotations.html



* @author cleverpig



*



*/



import java.util.List;







public class UsingBuiltInAnnotation {



           //食物类



           class Food{}



           //干草类



           class Hay extends Food{}



           //动物类



           class Animal{



                   Food getFood(){



                           return null;



                   }



                   //使用Annotation声明Deprecated方法



                   @Deprecated



                   void deprecatedMethod(){



                   }



           }



           //马类-继承动物类



           class Horse extends Animal{



                   //使用Annotation声明覆盖方法



                   @Override



                   Hay getFood(){



                           return new Hay();



                   }



                   //使用Annotation声明禁止警告



                   @SuppressWarnings({"deprecation","unchecked"})



                   void callDeprecatedMethod(List horseGroup){



                           Animal an=new Animal();



                           an.deprecatedMethod();



                           horseGroup.add(an);



                   }



           }



}

package com.bjinfotech.practice.annotation;







import java.lang.annotation.*;



/**



* 定义annotation



* @author cleverpig



*



*/



//加载在VM中，在运行时进行映射



@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)



//限定此annotation只能标示方法



@Target(ElementType.METHOD)



public @interface AnnotationDefineForTestFunction{}

package com.bjinfotech.practice.annotation;







import java.lang.reflect.*;







/**



* 一个实例程序应用前面定义的Annotation：AnnotationDefineForTestFunction



* @author cleverpig



*



*/



public class UsingAnnotation {



           @AnnotationDefineForTestFunction public static void method01(){}



        



           public static void method02(){}



        



           @AnnotationDefineForTestFunction public static void method03(){



                   throw new RuntimeException("method03");



           }



        



           public static void method04(){



                   throw new RuntimeException("method04");



           }



        



           public static void main(String[] argv) throws Exception{



                   int passed = 0, failed = 0;



                   //被检测的类名



                   String className="com.bjinfotech.practice.annotation.UsingAnnotation";



                   //逐个检查此类的方法，当其方法使用annotation声明时调用此方法



               for (Method m : Class.forName(className).getMethods()) {



                  if (m.isAnnotationPresent(AnnotationDefineForTestFunction.class)) {



                     try {



                        m.invoke(null);



                        passed++;



                     } catch (Throwable ex) {



                        System.out.printf("测试 %s 失败: %s %n", m, ex.getCause());



                        failed++;



                     }



                  }



               }



               System.out.printf("测试结果： 通过: %d, 失败： %d%n", passed, failed);



           }



}

我们实际开发中，用ClassLoader更多时候是用其加载classpath下的资源，特别是配置文件，如ClassLoader.getResource()，比FileInputStream直接。

ClassLoader是一种分级(hierarchy)的代理(delegation)模型。
Delegation：其实是Parent Delegation，当需要加载一个class时，当前线程的ClassLoader首先会将请求代理到其父classLoader，递归向上，如果该 class已经被父classLoader加载，那么直接拿来用，譬如典型的ArrayList，它最终由Bootstrap ClassLoader加载。并且，每个ClassLoader只有一个父ClassLoader。
Class查找的位置和顺序依次是：Cache、parent、self。
Hierarchy： 上面的delegation已经暗示了一种分级结构，同时它也说明：一个ClassLoader只能看到被它自己加载的 classes，或是看到其父(parent) ClassLoader或祖先(ancestor) ClassLoader加载的Classes。
在一个单虚拟机环境下，标识一个类有两个因素：class的全路径名、该类的ClassLoader。

===================Tomcat Class Loading==========================================

 Proxy Pattern's 3 roles：

1.  (abstract common)Subject：common interface

2.  ProxySubject：含有the reference to the RealSubject //delegation

3.  RealSubject：实现逻辑的类

类图如下：

图1

Java 动态代理

从JDK1.3开始，Java就引入了动态代理的概念。动态代理（Dynamic Proxy）可以帮助你减少代码行数，真正提高代码的可复用度。

 类图如下：

图2 

动态代理和普通的代理模式的区别，就是动态代理中的代理类是由java.lang.reflect.Proxy类在运行期时根据接口定义，采用Java反射功能动态生成的(图2的匿名实现类)。和java.lang.reflect.InvocationHandler结合，可以加强现有类的方法实现。如图2，图中的自定义Handler实现InvocationHandler接口，自定义Handler实例化时，将实现类传入自定义Handler对象。自定义Handler需要实现invoke方法，该方法可以使用Java反射调用实现类的实现的方法，同时当然可以实现其他功能，例如在调用实现类方法前后加入Log。而Proxy类根据Handler和需要代理的接口动态生成一个接口实现类的对象。当用户调用这个动态生成的实现类时，实际上是调用了自定义Handler的invoke方法。

下面是使用动态代理的步骤：

1.  Client向Proxy请求一个具有某个功能的实例；

2.  Proxy根据Subject，以自定义Handler创建一个匿名内部类，并返回给Client；

3.  Client获取该匿名内部类的引用，调用在Subject接口种定义的方法；

4.  匿名内部类将对方法的调用转换为对自定义Handler中invoke方法的调用

5. invoke方法根据一些规则做处理，如记录log，然后调用SubjectImpl中的方法

 

Here is a simple example that prints out a message before and after a method invocation on an object that implements an arbitrary list of interfaces:

public interface Foo {
Object bar(Object obj) throws BazException;
}
public class FooImpl implements Foo {
Object bar(Object obj) throws BazException {
// ...
}
}
public class DebugProxy implements java.lang.reflect.InvocationHandler {
private Object obj;
public static Object newInstance(Object obj) {
return java.lang.reflect.Proxy.newProxyInstance(
obj.getClass().getClassLoader(),
obj.getClass().getInterfaces(),
new DebugProxy(obj));
}
private DebugProxy(Object obj) {
this.obj = obj;
}
public Object invoke(Object proxy, Method m, Object[] args)
throws Throwable
{
Object result;
try {
System.out.println("before method " + m.getName());
result = m.invoke(obj, args);
} catch (InvocationTargetException e) {
throw e.getTargetException();
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException("unexpected invocation exception: " +
e.getMessage());
} finally {
System.out.println("after method " + m.getName());
}
return result;
}
}

To construct a DebugProxy for an implementation of the Foo interface and call one of its methods:

    Foo foo = (Foo) DebugProxy.newInstance(new FooImpl());
foo.bar(null);

　　阅读Linux源代码，无疑是深入学习Linux的最好方法。在本文对Linux启动过程的介绍中，我们也尝试从源代码的视角来更深入的剖析Linux的启动过程，所以其中也简单涉及到部分相关的Linux源代码，Linux启动这部分的源码主要使用的是C语言，也涉及到了少量的汇编。而启动过程中也执行了大量的shell(主要是bash shell)所写脚本。为了方便读者阅读，笔者将整个Linux启动过程分成以下几个部分逐一介绍，大家可以参考下图：

　　当用户打开PC的电源，BIOS开机自检，按BIOS中设置的启动设备(通常是硬盘)启动，接着启动设备上安装的引导程序lilo 或grub开始引导Linux，Linux首先进行内核的引导，接下来执行init程序，init程序调用了rc.sysinit和rc等程 序，rc.sysinit和rc当完成系统初始化和运行服务的任务后，返回init；init启动了mingetty后，打开了终端供用户登录系统，用户 登录成功后进入了Shell，这样就完成了从开机到登录的整个启动过程。

　　第一部分：内核的引导(核内引导)

　　Red Hat9.0可以使用lilo或grub等引导程序开 始引导Linux系统，当引导程序成功完成引导任务后，Linux从它们手中接管了CPU的控制权，然后CPU就开始执行Linux的核心映象代码，开始 了Linux启动过程。这里使用了几个汇编程序来引导Linux，这一步泛及到Linux源代码树中的“arch/i386/boot”下的这几个文 件：bootsect.S、setup.S、video.S等。

　　其中bootsect.S是生成引导扇区的汇编源码，它完成加载动作后直接跳转到setup.S的程序入口。setup.S的主要功能就是将系 统参数（包括内存、磁盘等，由BIOS返回）拷贝到特别内存中，以便以后这些参数被保护模式下的代码来读取。此外，setup.S还将video.S中的 代码包含进来，检测和设置显示器和显示模式。最后，setup.S将系统转换到保护模式，并跳转到 0x100000。

　　那么0x100000这个内存地址中存放的是什么代码？而这些代码又是从何而来的呢？

　　0x100000这个内存地址存放的是解压后的内核，因为Red Hat提供的内核包含了众多驱动和 功能而显得比较大，所以在内核编译中使用了“makebzImage”方式，从而生成压缩过的内核，在RedHat中内核常常被命名为vmlinuz，在 Linux的最初引导过程中，是通过"arch/i386/boot/compressed/"中的head.S利用misc.c中定义的 decompress_kernel()函数，将内核vmlinuz解压到0x100000的。

　　当CPU跳到0x100000时，将执行"arch/i386/kernel/head.S"中的startup_32，它也是vmlinux 的入口，然后就跳转到start_kernel()中去了。start_kernel()是"init/main.c"中的定义的函 数，start_kernel()中调用了一系列初始化函数，以完成kernel本身的设置。start_kernel()函数中，做了大量的工作来建立 基本的Linux核心环境。如果顺利执行完start_kernel()，则基本的Linux核心环境已经建立起来了。

　　在start_kernel()的最后，通过调用init()函数，系统创建第一个核心线程，启动了init过程。而核心线程init()主要 是来进行一些外设初始化的工作的，包括调用do_basic_setup()完成外设及其驱动程序的加载和初始化。并完成文件系统初始化和root文件系 统的安装。

　　当do_basic_setup()函数返回init()，init()又打开了/dev/console设备，重定向三个标准的输入输出文件 stdin、stdout和stderr到控制台，最后，搜索文件系统中的init程序（或者由init=命令行参数指定的程序），并使用 execve()系统调用加载执行init程序。到此init()函数结束，内核的引导部分也到此结束了，

第二部分：运行init

　　init的进程号是1，从这一点就能看出，init进程是系统所有进程的起点，Linux在完成核内引导以后，就开始运行init程序，。init程序需要读取配置文件/etc/inittab。inittab是一个不可执行的文本文件，它有若干行指令所组成。在Redhat系统中，inittab的内容如下所示(以“###"开始的中注释为笔者增加的)：

　　#
# inittab       This file describes how the INIT process should set up
#               the system in a certain run-level.
#
# Author:       Miquel van Smoorenburg, <miquels@drinkel.nl.mugnet.org>
#               Modified for RHS Linux by Marc Ewing and Donnie Barnes
#

　　# Default runlevel. The runlevels used by RHS are:
#   0 - halt (Do NOT set initdefault to this)
#   1 - Single user mode
#   2 - Multiuser, without NFS (The same as 3, if you do not havenetworking)
#   3 - Full multiuser mode
#   4 - unused
#   5 - X11
#   6 - reboot (Do NOT set initdefault to this)
#
###表示当前缺省运行级别为5(initdefault)；
id:5:initdefault:

　　###启动时自动执行/etc/rc.d/rc.sysinit脚本(sysinit)
# System initialization.
si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit

　　l0:0:wait:/etc/rc.d/rc 0
l1:1:wait:/etc/rc.d/rc 1
l2:2:wait:/etc/rc.d/rc 2
l3:3:wait:/etc/rc.d/rc 3
l4:4:wait:/etc/rc.d/rc 4
###当运行级别为5时，以5为参数运行/etc/rc.d/rc脚本，init将等待其返回(wait)
l5:5:wait:/etc/rc.d/rc 5
l6:6:wait:/etc/rc.d/rc 6

　　###在启动过程中允许按CTRL-ALT-DELETE重启系统
# Trap CTRL-ALT-DELETE
ca::ctrlaltdel:/sbin/shutdown -t3 -r now

　　# When our UPS tells us power has failed, assume we have a few minutes
# of power left.  Schedule a shutdown for 2 minutes from now.
# This does, of course, assume you have powerd installed and your
# UPS connected and working correctly.
pf::powerfail:/sbin/shutdown -f -h +2 "Power Failure; System Shutting Down"

　　# If power was restored before the shutdown kicked in, cancel it.
pr:12345:powerokwait:/sbin/shutdown -c "Power Restored; Shutdown Cancelled"

　　###在2、3、4、5级别上以ttyX为参数执行/sbin/mingetty程序，打开ttyX终端用于用户登录，
###如果进程退出则再次运行mingetty程序(respawn)
# Run gettys in standard runlevels
1:2345:respawn:/sbin/mingetty tty1
2:2345:respawn:/sbin/mingetty tty2
3:2345:respawn:/sbin/mingetty tty3
4:2345:respawn:/sbin/mingetty tty4
5:2345:respawn:/sbin/mingetty tty5
6:2345:respawn:/sbin/mingetty tty6

　　###在5级别上运行xdm程序，提供xdm图形方式登录界面，并在退出时重新执行(respawn)
# Run xdm in runlevel 5
x:5:respawn:/etc/X11/prefdm -nodaemon

以上面的inittab文件为例，来说明一下inittab的格式。其中以#开始的行是注释行，除了注释行之外，每一行都有以下格式：

　　id:runlevel:action:process

　　对上面各项的详细解释如下：

　　1. id

　　id是指入口标识符，它是一个字符串，对于getty或mingetty等其他login程序项，要求id与tty的编号相同，否则getty程序将不能正常工作。

　　2. runlevel

　　runlevel是init所处于的运行级别的标识，一般使用0－6以及S或s。0、1、6运行级别被系统保留：其中0作为shutdown动 作，1作为重启至单用户模式，6为重启；S和s意义相同，表示单用户模式，且无需inittab文件，因此也不在inittab中出现，实际上，进入单用 户模式时，init直接在控制台（/dev/console）上运行/sbin/sulogin。在一般的系统实现中，都使用了2、3、4、5几个级别， 在Redhat系统中，2表示无NFS支持的多用户模式，3表示完全多用户模式（也是最常用的级别），4保留给用户自定义，5表示XDM图形登录方式。 7－9级别也是可以使用的，传统的Unix系统没有定义这几个级别。runlevel可以是并列的多个值，以匹配多个运行级别，对大多数action来 说，仅当runlevel与当前运行级别匹配成功才会执行。

　　3. action

　　action是描述其后的process的运行方式的。action可取的值包括：initdefault、sysinit、boot、bootwait等：

　　initdefault是一个特殊的action值，用于标识缺省的启动级别；当init由核心激活以后，它将读取inittab中的 initdefault项，取得其中的runlevel，并作为当前的运行级别。如果没有inittab文件，或者其中没有initdefault 项，init将在控制台上请求输入runlevel。

　　sysinit、boot、bootwait等action将在系统启动时无条件运行，而忽略其中的runlevel。

　　其余的action（不含initdefault）都与某个runlevel相关。各个action的定义在inittab的man手册中有详细的描述。

　　4. process

　　process为具体的执行程序。程序后面可以带参数。

　　第三部分：系统初始化

　　在init的配置文件中有这么一行：

　　si::sysinit:/etc/rc.d/rc.sysinit

　　它调用执行了/etc/rc.d/rc.sysinit，而rc.sysinit是一个bash shell的脚本，它主要是完成一些系统初始化的工作，rc.sysinit是每一个运行级别都要首先运行的重要脚本。它主要完成的工作有：激活交换分区，检查磁盘，加载硬件模块以及其它一些需要优先执行任务。

　　rc.sysinit约有850多行，但是每个单一的功能还是比较简单，而且带有注释，建议有兴趣的用户可以自行阅读自己机器上的该文件，以了解系统初始化所详细情况。由于此文件较长，所以不在本文中列出来，也不做具体的介绍。

　　当rc.sysinit程序执行完毕后，将返回init继续下一步。

第四部分：启动对应运行级别的守护进程

　　在rc.sysinit执行后，将返回init继续其它的动作，通常接下来会执行到/etc/rc.d/rc程序。以运行级别3为例，init将执行配置文件inittab中的以下这行：

　　l5:5:wait:/etc/rc.d/rc 5

　　这一行表示以5为参数运行/etc/rc.d/rc，/etc/rc.d/rc是一个Shell脚本，它接受5作为参数，去执行/etc /rc.d/rc5.d/目录下的所有的rc启动脚本，/etc/rc.d/rc5.d/目录中的这些启动脚本实际上都是一些链接文件，而不是真正的rc 启动脚本，真正的rc启动脚本实际上都是放在/etc/rc.d/init.d/目录下。而这些rc启动脚本有着类似的用法，它们一般能接受start、 stop、restart、status等参数。

　　/etc/rc.d/rc5.d/中的rc启动脚本通常是K或S开头的链接文件，对于以以S开头的启动脚本，将以start参数来运行。而如果 发现存在相应的脚本也存在K打头的链接，而且已经处于运行态了(以/var/lock/subsys/下的文件作为标志)，则将首先以stop为参数停止 这些已经启动了的守护进程，然后再重新运行。这样做是为了保证是当init改变运行级别时，所有相关的守护进程都将重启。

　　至于在每个运行级中将运行哪些守护进程，用户可以通过chkconfig或setup中的"System Services"来自行设定。常见的守护进程有：

　　amd：自动安装NFS守护进程
apmd:高级电源管理守护进程
arpwatch：记录日志并构建一个在LAN接口上看到的以太网地址和IP地址对数据库
autofs：自动安装管理进程automount，与NFS相关，依赖于NIS
crond：Linux下的计划任务的守护进程
named：DNS服务器
netfs：安装NFS、Samba和NetWare网络文件系统
network：激活已配置网络接口的脚本程序
nfs：打开NFS服务
portmap：RPC portmap管理器，它管理基于RPC服务的连接
sendmail：邮件服务器sendmail
smb：Samba文件共享/打印服务
syslog：一个让系统引导时起动syslog和klogd系统日志守候进程的脚本
xfs：X Window字型服务器，为本地和远程X服务器提供字型集
Xinetd：支持多种网络服务的核心守护进程，可以管理wuftp、sshd、telnet等服务

　　这些守护进程也启动完成了，rc程序也就执行完了，然后又将返回init继续下一步。

第五部分：建立终端

　　rc执行完毕后，返回init。这时基本系统环境已经设置好了，各种守护进程也已经启动了。init接下来会打开6个终端，以便用户登录系统。通过按Alt+Fn(n对应1-6)可以在这6个终端中切换。在inittab中的以下6行就是定义了6个终端：

　　1:2345:respawn:/sbin/mingetty tty1
2:2345:respawn:/sbin/mingetty tty2
3:2345:respawn:/sbin/mingetty tty3
4:2345:respawn:/sbin/mingetty tty4
5:2345:respawn:/sbin/mingetty tty5
6:2345:respawn:/sbin/mingetty tty6

　　从上面可以看出在2、3、4、5的运行级别中都将以respawn方式运行mingetty程序，mingetty程序能打开终端、设置模式。同时它会显示一个文本登录界面，这个界面就是我们经常看到的登录界面，在这个登录界面中会提示用户输入用户名，而用户输入的用户将作为参数传给login程序来验证用户的身份。

　　第六部分：登录系统，启动完成

　　对于运行级别为5的图形方式用户来说，他们的登录是通过一个图形化的登录界面。登录成功后可以直接进入KDE、Gnome等窗口管理器。而本文主要讲的还是文本方式登录的情况：

　　当我们看到mingetty的登录界面时，我们就可以输入用户名和密码来登录系统了。

Linux的账号验证程序是 login，login会接收mingetty传来的用户名作为用户名参数。然后login会对用户名进行分析：如果用户名不是root，且存在/etc /nologin文件，login将输出nologin文件的内容，然后退出。这通常用来系统维护时防止非root用户登录。只有/etc /securetty中登记了的终端才允许root用户登录，如果不存在这个文件，则root可以在任何终端上登录。/etc/usertty文件用于对 用户作出附加访问限制，如果不存在这个文件，则没有其他限制。

　　在分析完用户名后，login将搜索/etc/passwd以及/etc/shadow来验证密码以及设置账户的其它信息，比如：主目录是什么、使用何种shell。如果没有指定主目录，将默认为根目录；如果没有指定shell，将默认为/bin/bash。

　　login程序成功后，会向对应的终端在输出最近一次登录的信息(在/var/log/lastlog中有记录)，并检查用户是否有新邮件(在 /usr/spool/mail/的对应用户名目录下)。然后开始设置各种环境变量：对于bash来说，系统首先寻找/etc/profile脚本文件， 并执行它；然后如果用户的主目录中存在.bash_profile文件，就执行它，在这些文件中又可能调用了其它配置文件，所有的配置文件执行后后，各种 环境变量也设好了，这时会出现大家熟悉的命令行提示符，到此整个启动过程就结束了。

　　希望通过上面对Linux启动过程的剖析能帮助那些想深入学习Linux用户建立一个相关Linux启动过程的清晰概念，进而可以进一步研究Linux接下来是如何工作的。