3分钟带你搞懂双亲委派模型！
什么是双亲委派？
在 Java 虚拟机中，任何一个类由加载它的类加载器和这个类一同来确立其唯一性。
也就是说，JVM 对类的唯一标识，可以简单的理解为由ClassLoader id + PackageName + ClassName组成，因此在一个运行程序中有可能存在两个包名和类名完全一致的类，但是如果这两个类不是由一个 ClassLoader 加载，会被视为两个不同的类，此时就无法将一个类的实例强转为另外一个类，这就是类加载器的隔离性。
为了解决类加载器的隔离问题，JVM 引入了双亲委派模型。
双亲委派模式，可以用一句话来说表达：任何一个类加载器在接到一个类的加载请求时，都会先让其父类进行加载，只有父类无法加载（或者没有父类）的情况下，才尝试自己加载。
大致流程图如下：
使用双亲委派模式，可以保证，每一个类只会有一个类加载器。例如 Java 最基础的 Object 类，它存放在 rt.jar 之中，这是 Bootstrap 的职责范围，当向上委派到 Bootstrap 时就会被加载。
但如果没有使用双亲委派模式，可以任由自定义加载器进行加载的话，Java 这些核心类的 API 就会被随意篡改，无法做到一致性加载效果。
JDK 中ClassLoader.loadClass()类加载器中的加载类的方法，部分核心源码如下：
public Class<?> loadClass(String name) throws ClassNotFoundException {
return loadClass(name, false);
}
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
throws ClassNotFoundException
{
// 1.首先要保证线程安全
synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
// 2.先判断这个类是否被加载过，如果加载过，直接跳过
Class<?> c = findLoadedClass(name);
if (c == null) {
long t0 = System.nanoTime();
try {
// 3.有父类，优先交给父类尝试加载；如果为空，使用BootstrapClassLoader类加载器
if (parent != null) {
c = parent.loadClass(name, false);
} else {
c = findBootstrapClassOrNull(name);
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
// 父类加载失败，这里捕获异常，但不需要做任何处理
}
// 4.没有父类，或者父类无法加载，尝试自己加载
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;
}
}
如何自定义类加载器？
针对某些特定场景，比如通过网络来传输 Java 类的字节码文件，为保证安全性，这些字节码经过了加密处理，这时系统提供的类加载器就无法对其进行加载，此时我们可以自定义一个类加载器来完成文件的加载。
自定义类加载器也需要继承ClassLoader类，简单示例如下：
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(".", "//");
FileInputStream fis = new FileInputStream(new File(classPath + "//" + 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;
}
}
相关的测试类如下：
package com.example;
public class ClassLoaderTest {
public static void main(String[] args) {
ClassLoader loader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
System.out.println("current loader：" + loader);
}
}
将ClassLoaderTest.java源文件放在指定目录下，并通过javac命令编译成ClassLoaderTest.class，最后进行测试。
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());
}
}
输出结果：
com.example.CustomClassLoader@60e53b93
在实际使用过程中，最好不要重写loadClass方法，避免破坏双亲委派模型。
小结
双亲委派，指的是在接受类加载请求时，会让父类加载器试图加载该类，只有在父类加载器无法加载该类或者没有父类时，才尝试从自己的类路径中加载该类。
其次，针对某些场景，如果要实现类的隔离，可以自定义类加载器来实现特定类的加载。
腾讯云开发者
