JVM-线程上下文类加载器

SPI是什么

Java提供了很多SPI，允许第三方为这些接口提供实现，最常见的SPI实现有JDBC、JNDI等等，根据类加载器的双亲委派模型，加载ServiceLoader的 BootstrapClassLoader 是不能加载SPI的实现类的，因为SPI的实现类是由 AppClassLoader 加载的，而 BootstrapClassLoader 是不能委派 AppClassLoader 来加载类的，那该怎么办呢？

SPI约定为：当服务的提供者提供了服务接口的一种实现之后，在jar包的META-INF/services/目录里同时创建一个以服务接口命名的文件。该文件里就是实现该服务接口的具体实现类。而当外部程序装配这个模块的时候，就能通过该jar包META-INF/services/里的配置文件找到具体的实现类名，并装载实例化，完成模块的注入。
SPI就是

在resources目录下，新建META-INF/services目录，然后新建文件（文件名=接口包名.接口名）。内容就是实现类的包名.类名

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SPI的接口是Java核心库的一部分，按照双亲委派模式和类加载器搜索路径而言：它是由启动类加载器来加载的；但是SPI的实现类在我们应用引入之后在应用Classpath下，BootstrapClassLoader不认识它加载不了，只能由系统类加载器来加载的。原因在于启动类加载器是无法找到 SPI 的实现类的(因为它只加载 Java 的核心库)，按照双亲委派模型，启动类加载器又无法委派系统类加载器去加载类。也就是说，类加载器的双亲委派模式无法解决这个问题
这时候线程上下文类加载器排上了用场。线程上下文类加载器破坏了“双亲委派模型”，可以在执行线程中抛弃双亲委派加载链模式，使程序可以逆向使用类加载器。

线程上下文类加载器（TCCL）

可使用ServiceLoader的load方法获取到TCCL

private static final String PREFIX = "META-INF/services/";

public static  ServiceLoader load(Class service) {    
    // 获取当前调用线程的类加载器
    ClassLoader cl = Thread.currentThread().getContextClassLoader();    
    return ServiceLoader.load(service, cl);
}

Java.lang.Thread中的方法 getContextClassLoader()和 setContextClassLoader(ClassLoader cl)用来获取和设置线程的上下文类加载器。如果没有通过setContextClassLoader(ClassLoader cl)方法进行设置的话，线程将继承其父线程的上下文类加载器。Java 应用运行的线程上下文类加载器初始是AppClassLoader，在线程中运行的代码可以通过此类加载器来加载类和资源。

ServiceLoader loader = ServiceLoader.load(Lxw.class);
Iterator iterator = loader.iterator();
while (iterator.hasNext()) {
    Lxw l = iterator.next();
    l.say();
}

应用程序启动会走这个获取到系统类加载器，是应用程序类加载器，然后执行第一行进入load放方法

在这里插入图片描述

获取到线程上下文类加载器
，然后就是load了，new了一个serviceLoader

在这里插入图片描述

可以看到new了一个类出来

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

总结

• 直白一点说就是，我（JDK）提供了一种帮你（第三方实现者）加载服务（如数据库驱动、日志库）的便捷方式，只要你遵循约定（把类名写在/META-INF里），那当我启动时我会去扫描所有jar包里符合约定的类名，再调用forName加载，但我的ClassLoader是没法加载的，那就把它加载到当前执行线程的TCCL里，后续你想怎么操作（驱动实现类的static代码块）就是你的事了。

• 线程上下文类加载器（它并不是一个真正的类加载器，而是通过当前线程拿到我们想要的类加载器->应用运行时它被放在了线程中，所以不管当前程序处于何处BootstrapClassLoader或ExtClassLoader等，在任何需要的时候都可以拿出去使用）。
  线程上下文类加载器打破了双亲委派机制，实现逆向调用类加载器来加载当前线程中类加载器加载不到的类

• 当高层提供了统一接口让低层去实现，同时又要是在高层加载（或实例化）低层的类时，比如上面spi的调用者ServiceLoader所在的BootstrapClassloader无法加载的时候，必须通过线程上下文类加载器来帮助高层的ClassLoader找到并加载该类。

• 类/接口是有命名空间之分的，不同的类加载器是不同的命名空间。一个类是由A类加载器加载的，那么这个类的依赖类也会由这个A类加载器加载，但是如果所依赖的类不在A类加载器加载的范围内，那么就会找不到这个类。可以使用线程上下文类加载器进行加载使用。这种操作就是破坏了双亲委派模式

参考

• https://blog.csdn.net/yangcheng33/article/details/52631940
• https://anthonyzero.github.io/2019/10/01/JVM-%E7%BA%BF%E7%A8%8B%E4%B8%8A%E4%B8%8B%E6%96%87%E7%B1%BB%E5%8A%A0%E8%BD%BD%E5%99%A8/