三分鐘帶你搞懂雙親委派模型！
什么是雙親委派？
在 Java 虛擬機(jī)中，任何一個(gè)類(lèi)由加載它的類(lèi)加載器和這個(gè)類(lèi)一同來(lái)確立其唯一性。
也就是說(shuō)，JVM 對(duì)類(lèi)的唯一標(biāo)識(shí)，可以簡(jiǎn)單的理解為由ClassLoader id + PackageName + ClassName組成，因此在一個(gè)運(yùn)行程序中有可能存在兩個(gè)包名和類(lèi)名完全一致的類(lèi)，但是如果這兩個(gè)類(lèi)不是由一個(gè) ClassLoader 加載，會(huì)被視為兩個(gè)不同的類(lèi)，此時(shí)就無(wú)法將一個(gè)類(lèi)的實(shí)例強(qiáng)轉(zhuǎn)為另外一個(gè)類(lèi)，這就是類(lèi)加載器的隔離性。
為了解決類(lèi)加載器的隔離問(wèn)題，JVM 引入了雙親委派模型。
雙親委派模式，可以用一句話(huà)來(lái)說(shuō)表達(dá)：任何一個(gè)類(lèi)加載器在接到一個(gè)類(lèi)的加載請(qǐng)求時(shí)，都會(huì)先讓其父類(lèi)進(jìn)行加載，只有父類(lèi)無(wú)法加載（或者沒(méi)有父類(lèi)）的情況下，才嘗試自己加載。
大致流程圖如下：
圖片
使用雙親委派模式，可以保證，每一個(gè)類(lèi)只會(huì)有一個(gè)類(lèi)加載器。例如 Java 最基礎(chǔ)的 Object 類(lèi)，它存放在 rt.jar 之中，這是 Bootstrap 的職責(zé)范圍，當(dāng)向上委派到 Bootstrap 時(shí)就會(huì)被加載。
但如果沒(méi)有使用雙親委派模式，可以任由自定義加載器進(jìn)行加載的話(huà)，Java 這些核心類(lèi)的 API 就會(huì)被隨意篡改，無(wú)法做到一致性加載效果。
JDK 中ClassLoader.loadClass()類(lèi)加載器中的加載類(lèi)的方法，部分核心源碼如下：
public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
return loadClass(name, false);
}protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException
{
// 1.首先要保證線(xiàn)程安全
synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
// 2.先判斷這個(gè)類(lèi)是否被加載過(guò)，如果加載過(guò)，直接跳過(guò)
Class<?> c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
long t0 = System.nanoTime();
try {
// 3.有父類(lèi)，優(yōu)先交給父類(lèi)嘗試加載；如果為空，使用BootstrapClassLoader類(lèi)加載器
if (parent != null) {
c = parent.loadClass(name, false);
} else {
c = findBootstrapClassOrNull(name);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
// 父類(lèi)加載失敗，這里捕獲異常，但不需要做任何處理
}
// 4.沒(méi)有父類(lèi)，或者父類(lèi)無(wú)法加載，嘗試自己加載
if (c == null) {
long t1 = System.nanoTime();
c = findClass(name);
// this is the defining class loader; record the stats
sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
}
}
if (resolve) {
resolveClass(c);
}
return c;
}
}如何自定義類(lèi)加載器？
針對(duì)某些特定場(chǎng)景，比如通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸 Java 類(lèi)的字節(jié)碼文件，為保證安全性，這些字節(jié)碼經(jīng)過(guò)了加密處理，這時(shí)系統(tǒng)提供的類(lèi)加載器就無(wú)法對(duì)其進(jìn)行加載，此時(shí)我們可以自定義一個(gè)類(lèi)加載器來(lái)完成文件的加載。
自定義類(lèi)加載器也需要繼承ClassLoader類(lèi)，簡(jiǎn)單示例如下：
public class CustomClassLoader extends ClassLoader {
private String classPath;
public CustomClassLoader(String classPath) {
this.classPath = classPath;
}
@Override
protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
Class<?> c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
byte[] data = loadClassData(name);
if (data == null) {
throw new ClassNotFoundException();
}
return defineClass(name, data, 0, data.length);
}
return null;
}
protected byte[] loadClassData(String name) {
try {
// package -> file folder
name = name.replace(".", "http://");
FileInputStream fis = new FileInputStream(new File(classPath + "http://" + name + ".class"));
ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
int len = -1;
byte[] b = new byte[2048];
while ((len = fis.read(b)) != -1) {
baos.write(b, 0, len);
}
fis.close();
return baos.toByteArray();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
return null;
}
}相關(guān)的測(cè)試類(lèi)如下：
package com.example;
public class ClassLoaderTest {
public static void main(String[] args) {
ClassLoader loader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
System.out.println("current loader：" + loader);
}
}將ClassLoaderTest.java源文件放在指定目錄下，并通過(guò)javac命令編譯成ClassLoaderTest.class，最后進(jìn)行測(cè)試。
public class CustomClassLoaderTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
String classPath = "/Downloads";
CustomClassLoader customClassLoader = new CustomClassLoader(classPath);
Class<?> testClass = customClassLoader.loadClass("com.example.ClassLoaderTest");
Object obj = testClass.newInstance();
System.out.println(obj.getClass().getClassLoader());
}
}輸出結(jié)果：
com.example.CustomClassLoader@60e53b93在實(shí)際使用過(guò)程中，最好不要重寫(xiě)loadClass方法，避免破壞雙親委派模型。
小結(jié)
雙親委派，指的是在接受類(lèi)加載請(qǐng)求時(shí)，會(huì)讓父類(lèi)加載器試圖加載該類(lèi)，只有在父類(lèi)加載器無(wú)法加載該類(lèi)或者沒(méi)有父類(lèi)時(shí)，才嘗試從自己的類(lèi)路徑中加載該類(lèi)。
其次，針對(duì)某些場(chǎng)景，如果要實(shí)現(xiàn)類(lèi)的隔離，可以自定義類(lèi)加載器來(lái)實(shí)現(xiàn)特定類(lèi)的加載。
