当前位置 博文首页 > 阳阳的博客：【JVM】类加载器与双亲委派模型
类加载器在加载阶段，会将class文件加载进方法区。有关类加载的全过程，可以先参考我的另外一篇文章类的奇幻漂流——类加载机制探秘
类加载器有以下种类：
启动类加载器
内嵌在JVM内核中的加载器，由C++语言编写（因此也不会继承ClassLoader），是类加载器层次中最顶层的加载器。用于加载java的核心类库，即加载jre/lib/rt.jar里所有的class。由于启动类加载器涉及到虚拟机本地实现细节，我们无法获取启动类加载器的引用。
扩展类加载器
它负责加载JRE的扩展目录，jre/lib/ext或者由java.ext.dirs系统属性指定的目录中jar包的类。父类加载器为启动类加载器，但使用扩展类加载器调用getParent依然为null。
应用类加载器
又称系统类加载器，可用通过 java.lang.ClassLoader.getSystemClassLoader()方法获得此类加载器的实例，系统类加载器也因此得名。应用类加载器主要加载classpath下的class，即用户自己编写的应用编译得来的class，调用getParent返回扩展类加载器。
扩展类加载器与应用类加载器继承结构如图所示：
?
可以看到除了启动类加载器，其余的两个类加载器都继承于ClassLoader，我们自定义的类加载，也需要继承ClassLoader。
当一个类加载器收到了一个类加载请求是，它自己不会先去尝试加载这个类，而是把这个请求转交给父类加载器，每一个层的类加载器都是如此，因此所有的类加载请求都应该传递到最顶层的启动类加载器中。只有当父类加载器在自己的加载范围内没有搜寻到该类时，并向子类反馈自己无法加载后，子类加载器才会尝试自己去加载。
ClassLoader内的loadClass方法，就很好的解释了双亲委派的加载模式：
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException
{
synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
//检查该class是否已经被当前类加载器加载过
Class<?> c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
//此时该class还没有被加载
try {
if (parent != null) {
//如果父加载器不为null,则委托给父类加载
c = parent.loadClass(name, false);
} else {
//如果父加载器为null,说明当前类加载器已经是启动类加载器，直接时候用启动类加载器去加载该class
c = findBootstrapClassOrNull(name);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
}
if (c == null) {
//此时父类加载器都无法加载该class,则使用当前类加载器进行加载
long t1 = System.nanoTime();
c = findClass(name);
...
}
}
//是否需要连接该类
if (resolve) {
resolveClass(c);
}
return c;
}
}为什么要使用双亲委派机制，就使用当前的类加载器去加载不就行了吗？为啥搞得这么复杂呢？
假设现在并没有双亲委派机制，有这样的一个场景：
用户写了一个Student类，点击运行，此时编译完成后，虚拟机开始加载class，该class会由应用加载器进行加载，由于Object类是Student的父类，且双亲委派机制不存在的情况下，应用加载器就会自己尝试加载Object类，但是用户压根没定义Object，即应用加载器无法在加载范围搜寻到该类，所以此时Object类无法被加载，用户写的代码无法运行。
假设该用户自己定义了一个Object类，此时再次运行后，应用类加载器则会正常加载用户定义的Object与Student类。Student类中会调用System.out.print()输出Student对象，此时会由启动类加载器加载System类，在此之前同样也会加载Object类。
此时，方法区中有了两份Object的元数据，Object类被重复加载了！
倘若用户定义的Object类不安全，可能直接造成虚拟机崩溃或者引起重大安全问题。
如果现在使用双亲委派机制，用户虽然自己定义了Object类，可以通过编译，但是永远不会被记载进方法区。
双亲委派机制避免了重复加载，也保证了虚拟机的安全。
我们整理ClassLoader里面的流程
我们在ClassLoader里面找到findClass方法，发现该方法直接抛出异常，应该是留给子类实现的。
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
throw new ClassNotFoundException(name);
}到这里，我们应该明白，loadClass方法使用了模版方法模式，主线逻辑是双亲委派，但如何将class文件转化为Class对象的步骤，已经交由子类去实现。对模版方法模式不熟悉的同学，可以先参考我的另外一篇文章模版方法模式
其实源码中，已经有一个自定义类加载的样例代码，在注视中：
class NetworkClassLoader extends ClassLoader {
String host;
int port;
public Class findClass(String name) {
byte[] b = loadClassData(name);
return defineClass(name, b, 0, b.length);
}
private byte[] loadClassData(String name) {
// load the class data from the connection
}
}看得出来，如果我们需要自定义类加载器，只需要继承ClassLoader，并且重写findClass方法即可。
现在有一个简单的样例，class文件依然在文件目录中：
package com.yang.testClassLoader;
import sun.misc.Launcher;
import java.io.*;
public class MyClassLoader extends ClassLoader {
/**
* 类加载路径,不包含文件名
*/
private String path;
public MyClassLoader(String path) {
super();
this.path = path;
}
@Override
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
byte[] bytes = getBytesFromClass(name);
assert bytes != null;
//读取字节数组，转化为Class对象
return defineClass(name, bytes, 0, bytes.length);
}
//读取class文件，转化为字节数组
private byte[] getBytesFromClass(String name) {
String absolutePath = path + "/" + name + ".class";
FileInputStream fis = null;
ByteArrayOutputStream bos = null;
try {
fis = new FileInputStream(new File(absolutePath));
bos = new ByteArrayOutputStream();
byte[] temp = new byte[1024];
int len;
while ((len = fis.read(temp)) != -1) {
bos.write(temp, 0, len);
}
return bos.toByteArray();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if (null != fis) {
try {
fis.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
if (null != bos) {
try {
bos.close();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
return null;
}
public static void main(String[] args) throws ClassNotFoundException, IllegalAccessException, InstantiationException {
MyClassLoader classLoader = new MyClassLoader("C://develop");
Class test = classLoader.loadClass("Student");
test.newInstance();
}
}
Student类：
public class Student {
public Student() {
System.out.println("student classloader is" + this.getClass().getClassLoader().toString());
}
}注意，这个Student类千万不要加包名，idea报错不管他即可，然后使用javac Student.java编译该类，将生成的class文件复制到c://develop下即可。
运行MyClassLoader的main方法后，可以看到输出：
看得出来，Student.class确实是被我们自定义的类加载器给加载了。
从上面的自定义类加载器的内容中，我们应该可以猜到了，破坏双亲委派直接重写loadClass方法就完事了。事实上，我们确实可以重写loadClass方法，毕竟这个方法没有被final修饰。双亲委派既然有好处，为什么jdk对loadClass开放重写呢？这要从双亲委派引入的时间来看：
双亲委派模型是在JDK1.2之后才被引入的，而类加载器和抽象类java.lang.ClassLoader则在JDK1.0时代就已经存在，面对已经存在的用户自定义类加载器的实现代码，Java设计者引入双亲委派模型时不得不做出一些妥协。在此之前，用户去继承java.lang.ClassLoader的唯一目的就是为了重写loadClass()方法，jdk为了向前兼容，不得已开放对loadClass的重写操作。
当然，也不止这一次对双亲委派模型的破坏，详细的文章可以参考破坏双亲委派模型，里面提到了一个“线程上下文类加载器”，对这个不熟悉的同学可以参考真正理解线程上下文类加载器（多案例分析）
我们经常用的Tomcat与jdbc，就破坏了双亲委派，碍于文章的篇幅与博主的水平，暂时不在这里讨论破坏的原因，有兴趣的同学可以参考这一篇文章JDBC、Tomcat为什么要破坏双亲委派模型？
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