Java中的類加載器

在介紹雙親委派模型之前，首先先介紹下Java中的類加載器。

啟動類加載器（Bootstrap ClassLoader）

首先先介紹下類加載器中的重量級器物，就是大名鼎鼎--啟動類加載器。

為什么說他是重量級的恩，因為它是Java類加載器層次結(jié)構(gòu)的最頂層，由虛擬機實現(xiàn)，用于加載Java核心類庫，如java.lang和java.util等。

既然是最頂層的類加載器，我們就康康它有什么作用：

啟動類加載器是由C/C++編寫的，無法直接在Java代碼中獲取其引用。 它負責加載Java運行時環(huán)境所需的基本類。

擴展類加載器（Extension ClassLoader）

接著我們看一下Java加載器中的第二號人物--擴展類加載器。

擴展類加載器是由Java編寫的，它是啟動類加載器的子類。 它負責加載Java擴展類庫，位于jre/lib/ext路徑下的JAR文件。 擴展類加載器可以通過java.ext.dirs系統(tǒng)屬性來指定其他目錄作為擴展類庫的路徑。

應(yīng)用程序類加載器（Application ClassLoader）

接著介紹最底層的加載器--應(yīng)用程序類加載器。

應(yīng)用程序類加載器是Java類加載器層次結(jié)構(gòu)的最底層，也稱為系統(tǒng)類加載器。 它負責加載應(yīng)用程序類路徑（Classpath）下的類，包括開發(fā)者自己編寫的類和第三方庫。 應(yīng)用程序類加載器可以通過-classpath或-cp選項來指定加載類的路徑。

自定義類加載器（Custom ClassLoader）

除了上述系統(tǒng)類的加載器，我們開發(fā)者還可以自定義加載器-驚不驚喜，意不意外。

自定義類加載器是開發(fā)者根據(jù)需求編寫的自定義加載器，繼承自ClassLoader類。 它可以根據(jù)特定的加載規(guī)則和需求，從不同的來源加載類，比如本地文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)等。 自定義類加載器需要實現(xiàn)findClass()方法，指定類的加載規(guī)則，然后通過defineClass()方法加載類的字節(jié)碼。

雙親委派模型

看到這里，上我們的重頭菜，這塊知識是面試中的重點內(nèi)容。

雙親委派（Parent Delegation）是Java類加載機制中一種重要的實現(xiàn)方式，它通過一種遞歸的方式在類加載器之間建立了父子關(guān)系，并且定義了類加載的優(yōu)先級。該模型主要用于解決類加載的沖突和隔離問題，保證Java應(yīng)用程序的穩(wěn)定性和安全性。

在Java類加載機制中，每個類加載器都有一個父加載器。當一個類加載器需要加載一個類時，它首先會委托給它的父加載器進行加載。只有當父加載器無法加載時，子加載器才會嘗試加載。這種遞歸的委派模型可以形成一個類加載器的層次結(jié)構(gòu)，稱為類加載器樹。

我看了《深入理解Java虛擬機-第三版》中的講解，挺詳細的，這里分享給大家：如果一個類加載器收到了類加載的請求，它首先不會自己去嘗試加載這個類，而是把這個請求委派給父類加載器去完成，每一個層次的類加載器都是如此，因此所有的加載請求最終都應(yīng)該傳送到最頂層的啟動類加載器中，只有當父類加載器反饋自己無法加載這個請求時，子加載器才會嘗試自己去加載。

雙親委派模型源碼

首先可以先嘗試自己看下源碼，非常通俗易懂：

protected synchronized Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException {
    // 首先，檢查類是否已經(jīng)被加載
    Class<?> c = findLoadedClass(name);
    if (c == null) {
        try {
            if (parent != null) {
                // 如果父類加載器存在，則委派給父類加載器
                c = parent.loadClass(name, false);
            } else {
                // 否則，使用引導(dǎo)類加載器進行加載
                c = findBootstrapClassOrNull(name);
            }
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            // 如果父類加載器也無法找到類，則嘗試自己加載
            c = findClass(name);
        }
    }
    if (resolve) {
        resolveClass(c);
    }
    return c;
}

在上面的源碼中，我們可以看到雙親委派機制的體現(xiàn)。當loadClass方法被調(diào)用時，首先會檢查該類是否已經(jīng)被加載。如果沒有加載，那么會按照以下步驟進行處理：

• 首先，調(diào)用findLoadedClass(name)方法檢查類是否已經(jīng)被其他類加載器加載過。如果是，則直接返回該類的Class對象。

• 如果這個類還未加載，則嘗試委派給父類加載器加載。通過parent.loadClass(name, false)方法，將類加載任務(wù)傳遞給父類加載器。這個過程中，父類加載器會重復(fù)執(zhí)行上述流程，直到達到引導(dǎo)類加載器為止。

• 如果所有的父類加載器都無法加載該類，那么會嘗試使用啟動類加載器加載。這是Java類加載器層次結(jié)構(gòu)的最頂層。

• 如果引導(dǎo)類加載器仍然無法找到所需的類，就會調(diào)用findClass(name)方法在當前類加載器的作用域內(nèi)查找并加載該類。

• 到最后，如果resolve參數(shù)為true，就會調(diào)用resolveClass(c)方法進一步解析和鏈接該類。

如何打破雙親委派模型

其實雙親委派模型并不是具有強制性約束的模型，雖然它有助于保證類的隔離和加載的順序，但有時候我們可能需要打破這種機制，比如我們在特殊情況下需要自定義類加載邏輯或?qū)崿F(xiàn)熱部署的時候。

上周面試問道了這個問題，所以在這里也介紹幾種打破Java中雙親委派機制的方法：

• 自定義類加載器：我們自定義一個繼承自ClassLoader的類加載器，重寫loadClass方法，可以實現(xiàn)自己的類加載邏輯。在我們定義的這個方法中，可以在需要時跳過父類加載器并直接加載類，從而打破雙親委派機制。但是，在自定義類加載器中打破雙親委派機制可能會導(dǎo)致類的隔離性和安全性問題，所以我們在使用時要慎重。

• 線程上下文類加載器：Java中提供了線程上下文類加載器（Thread Context ClassLoader）的概念，它可以在某些情況下打破雙親委派機制。例如，在JNDI、SPI（Service Provider Interface）和一些框架中，線程上下文類加載器可以用來加載指定的類，從而不受雙親委派機制的限制。

• 通過反射機制：使用反射機制可以直接調(diào)用Class類的defineClass方法，這樣可以繞過雙親委派機制直接加載指定的類。但是，在使用這種方式時，我們需要自行處理類加載的順序和依賴關(guān)系，因為雙親委派機制不再起作用。

綜上所述，不正確地使用或濫用這些方法可能導(dǎo)致類加載沖突、安全問題以及代碼的不穩(wěn)定性 ，因此我們還需要在明確的需求和充分的理解下使用（面試會背誦就行【手動狗頭】）。

以上就是詳解Java類加載機制中的雙親委派模型的詳細內(nèi)容，更多關(guān)于Java雙親委派模型的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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