深入理解双亲委派机制及作用

                                                    java双亲委派机制及作用

一、什么是双亲委派机制

当某个类加载器需要加载某个.class文件时，它首先把这个任务委托给他的上级类加载器，递归这个操作，如果上级的类加载器没有加载，自己才会去加载这个类。

二、类加载器

BootstrapClassLoader（启动类加载器）

c++编写，加载java核心库 java.*,构造ExtClassLoader和AppClassLoader。由于引导类加载器涉及到虚拟机本地实现细节，开发者无法直接获取到启动类加载器的引用，所以不允许直接通过引用进行操作。

ExtClassLoader （标准扩展类加载器）

java编写，加载扩展库，如classpath中的jre ，javax.*或者java.ext.dir 指定位置中的类，开发者可以直接使用标准扩展类加载器。

AppClassLoader（系统类加载器）

java编写，加载程序所在的目录，如user.dir所在的位置的class

CustomClassLoader（用户自定义类加载器）

java编写,用户自定义的类加载器,可加载指定路径的class文件

三、类加载器的加载路径

import java.net.URL;
import java.net.URLClassLoader;

/*
分析BootstrapClassLoader/ExtClassLoader/AppClassLoader的加载路径
*
*/
public class ClassPath_of_Bootstrap_Ext_AppClassLoader {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("BootstrapClassLoader 的加载路径: ");
        URL[] urls = sun.misc.Launcher.getBootstrapClassPath().getURLs();
        for (URL url : urls) {
            System.out.println(url);
        }
        System.out.println("----------------------------");

        //取得扩展类加载器
        URLClassLoader extClassLoader = (URLClassLoader) ClassLoader.getSystemClassLoader().getParent();
        System.out.println(extClassLoader);
        System.out.println("扩展类加载器 的加载路径: ");
        urls = extClassLoader.getURLs();
        for (URL url : urls) {
            System.out.println(url);
        }
        System.out.println("----------------------------");


        //取得应用(系统)类加载器
        URLClassLoader appClassLoader = (URLClassLoader) ClassLoader.getSystemClassLoader();
        System.out.println(appClassLoader);
        System.out.println("应用(系统)类加载器 的加载路径: ");
        urls = appClassLoader.getURLs();
        for (URL url : urls) {
            System.out.println(url);
        }
        System.out.println("----------------------------");
    }
}

这些都是打印出来的结果，不如再进入源码看一下

public class Launcher {
//启动类加载器加载的路径
private static String bootClassPath = System.getProperty("sun.boot.class.path");
//扩展类加载器加载的路径
String var0 = System.getProperty("java.ext.dirs");
//系统类加载器加载的路径
final String var1 = System.getProperty("java.class.path");
} 

现在我们就知道了这三个类加载器的加载路径了:

• BootstrapClassLoader启动类加载器                     ---加载jre/目录下的核心库
• ExtClassLoader扩展类加载器                               ---加载/jre/lib/ext/目录下的扩展包
• AppClassLoader应用(系统)类加载器                    ---加载classpath路径下的包
   

三、源码了解

protected Class loadClass(String name, boolean resolve)
            throws ClassNotFoundException
    {
        synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
            // 首先检查这个classsh是否已经加载过了
            Class c = findLoadedClass(name);
            if (c == null) {
                long t0 = System.nanoTime();
                try {
                    // c==null表示没有加载，如果有父类的加载器则让父类加载器加载
                    if (parent != null) {
                        c = parent.loadClass(name, false);
                    } else {
                        //如果父类的加载器为空 则说明递归到bootStrapClassloader了
                        //bootStrapClassloader比较特殊无法通过get获取
                        c = findBootstrapClassOrNull(name);
                    }
                } catch (ClassNotFoundException e) {}
                if (c == null) {
                    //如果bootstrapClassLoader 仍然没有加载过，则递归回来，尝试自己去加载class
                    long t1 = System.nanoTime();
                    c = findClass(name);
                    sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                    sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
                }
            }
            if (resolve) {
                resolveClass(c);
            }
            return c;
        }
    }

委派机制的流程图

• 首先判断了该类是否已加载.
• 若没加载,则传给双亲加载器去加载,
• 若双亲加载器没能成功加载它,则自己用findClass()去加载.所以是个向上递归的过程.
• 自定义加载器时,需要重写findClass方法,因为是空的,没有任何内容:

protected Class findClass(String name) throws ClassNotFoundException {
     throw new ClassNotFoundException(name);
}

四、双亲委派机制的作用

1、保证安全性

        防止重复加载同一个.class。通过委托去向上面问一问，加载过了，就不用再加载一遍。保证数据安全。

2、保证唯一性

        保证核心.class不能被篡改。通过委托方式，不会去篡改核心.clas，即使篡改也不会去加载，即使加载也不会是同一个.class对象了。不同的加载器加载同一个.class也不是同一个Class对象。这样保证了Class执行安全。

试想，如果没有双亲委派模型而是由各个类加载器自行加载的话，如果用户编写了一个java.lang.Object的同名类并放在ClassPath中，多个类加载器都去加载这个类到内存中，系统中将会出现多个不同的Object类，那么类之间的比较结果及类的唯一性将无法保证，因为Object都各不相同那么程序运行启动就会出错，也保证了JVM能够正常的安全运行。