Java ClassLoader雙親委派機制

什么是雙親委派模型

“類加載體系”及ClassLoader雙親委派機制。java程序中的 .java文件編譯完會生成 .class文件，而 .class文件就是通過被稱為類加載器的ClassLoader加載的，而ClassLoder在加載過程中會使用“雙親委派機制”來加載 .class文件。

1. BootStrapClassLoader：啟動類加載器，該ClassLoader是jvm在啟動時創(chuàng)建的，用于加載 $JAVA_HOME/jre/lib下面的類庫（或者通過參數(shù)-Xbootclasspath指定）。由于引導類加載器涉及到虛擬機本地實現(xiàn)細節(jié)，開發(fā)者無法直接獲取到啟動類加載器的引用，所以不能直接通過引用進行操作（由c++編寫）。
2. ExtClassLoader：擴展類加載器，該ClassLoader是在sun.misc.Launcher里作為一個內(nèi)部類ExtClassLoader定義的（即 sun.misc.Launcher$ExtClassLoader），ExtClassLoader會加載 $JAVA_HOME/jre/lib/ext下的類庫（或者通過參數(shù)-Djava.ext.dirs指定）。
3. AppClassLoader：應用程序類加載器，該ClassLoader同樣是在sun.misc.Launcher里作為一個內(nèi)部類AppClassLoader定義的（即 sun.misc.Launcher$AppClassLoader），AppClassLoader會加載java環(huán)境變量CLASSPATH所指定的路徑下的類庫，而CLASSPATH所指定的路徑可以通過System.getProperty(“java.class.path”)獲??；當然，該變量也可以覆蓋，可以使用參數(shù)-cp，例如：java -cp 路徑 （可以指定要執(zhí)行的class目錄）。
4. CustomClassLoader：自定義類加載器，該ClassLoader是指我們自定義的ClassLoader，比如tomcat的StandardClassLoader屬于這一類；當然，大部分情況下使用AppClassLoader就足夠了。

ClassLoader的loadClass(String name, boolean resolve)源碼：

protected synchronized Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException {
        // First, check if the class has already been loaded
        Class c = findLoadedClass(name);
        if (c == null) {
            try {
                if (parent != null) {
                    c = parent.loadClass(name, false);
                } else {
                    c = findBootstrapClassOrNull(name);
                }
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                // ClassNotFoundException thrown if class not found
                // from the non-null parent class loader
            }
            if (c == null) {
                // If still not found, then invoke findClass in order
                // to find the class.
                c = findClass(name);
            }
        }
        if (resolve) {
            resolveClass(c);
        }
        return c;
    }

代碼很明朗：

首先找緩存（findLoadedClass），沒有的話就判斷有沒有parent，有的話就用parent來遞歸的loadClass，然而ExtClassLoader并沒有設(shè)置parent，則會通過findBootstrapClassOrNull來加載class，而findBootstrapClassOrNull則會通過JNI方法

private native Class findBootstrapClass(String name) 

來使用BootStrapClassLoader來加載class。

然后如果parent未找到class，則會調(diào)用findClass來加載class，findClass是一個protected的空方法，可以覆蓋它以便自定義class加載過程。

另外，雖然ClassLoader加載類是使用loadClass方法，但是鼓勵用 ClassLoader 的子類重寫 findClass(String)，而不是重寫loadClass，這樣就不會覆蓋了類加載默認的雙親委派機制。

雙親委派機制為什么安全

舉個例子，ClassLoader加載的class文件來源很多，比如編譯器編譯生成的class、或者網(wǎng)絡(luò)下載的字節(jié)碼。而一些來源的class文件是不可靠的，比如我可以自定義一個java.lang.Integer類來覆蓋jdk中默認的Integer類，

例如下面這樣：

package java.lang;

public class Integer {
    public Integer(int value) {
        System.exit(0);
    }
}

初始化這個Integer的構(gòu)造器是會退出JVM，破壞應用程序的正常進行，如果使用雙親委派機制的話該Integer類永遠不會被調(diào)用，因為委托BootStrapClassLoader加載后會加載JDK中的Integer類而不會加載自定義的這個，可以看下下面這測試個用例：

public static void main(String... args) {
        Integer i = new Integer(1);
        System.err.println(i);
    }

執(zhí)行時JVM并未在new Integer(1)時退出，說明未使用自定義的Integer，于是就保證了安全性。

為什么需要雙親委派模型

為什么需要雙親委派模型呢？假設(shè)沒有雙親委派模型，試想一個場景：

黑客自定義一個java.lang.String類，該String類具有系統(tǒng)的String類一樣的功能，只是在某個函數(shù)稍作修改。比如equals函數(shù)，這個函數(shù)經(jīng)常使用，如果在這這個函數(shù)中，黑客加入一些“病毒代碼”。并且通過自定義類加載器加入到JVM中。此時，如果沒有雙親委派模型，那么JVM就可能誤以為黑客自定義的java.lang.String類是系統(tǒng)的String類，導致“病毒代碼”被執(zhí)行。

而有了雙親委派模型，黑客自定義的java.lang.String類永遠都不會被加載進內(nèi)存。因為首先是最頂端的類加載器加載系統(tǒng)的java.lang.String類，最終自定義的類加載器無法加載java.lang.String類。

或許你會想，我在自定義的類加載器里面強制加載自定義的java.lang.String類，不去通過調(diào)用父加載器不就好了嗎?確實，這樣是可行。但是，在JVM中，判斷一個對象是否是某個類型時，如果該對象的實際類型與待比較的類型的類加載器不同，那么會返回false。

舉個簡單例子：

• ClassLoader1、ClassLoader2都加載java.lang.String類，對應Class1、Class2對象。
• 那么Class1對象不屬于ClassLoad2對象加載的java.lang.String類型。

總結(jié)

以上為個人經(jīng)驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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