Java双亲委派模型：类加载的“家族责任链“

当Java类加载开始"踢皮球"

想象一个大家族处理传家宝：
爷爷（启动类加载器）→ “先看看我有没有这个传家宝”
爸爸（扩展类加载器）→ “没有的话我再找找我的收藏”
儿子（应用类加载器）→ “最后才轮到我来处理”

Java的双亲委派模型就是这样的"责任传递链"，它保证了类加载的安全性和唯一性。今天我们就来拆解这套精妙的机制！

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一、什么是双亲委派模型？

1. 核心流程

应用程序 应用类加载器 扩展类加载器 启动类加载器 自己 加载类X 爸，你有吗？ 爷爷，你有吗？ 没有 我也没有 那我亲自加载 应用程序 应用类加载器 扩展类加载器 启动类加载器 自己

2. 三大加载器职责

加载器	加载路径	典型加载内容
启动类加载器	JAVA_HOME/lib	rt.jar等核心类
扩展类加载器	JAVA_HOME/lib/ext	扩展功能包
应用类加载器	classpath	用户自定义类

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二、为什么需要双亲委派？

1. 避免重复加载

// 保证java.lang.Object只被加载一次
// 无论多少加载器请求，最终都委派给启动类加载器

2. 防止核心API被篡改

// 用户自定义java.lang.String类不会被加载
// 因为父加载器已加载了核心String类

3. 安全防护

// 恶意类无法冒充核心库类

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三、源码级原理解析

1. ClassLoader.loadClass()关键代码

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) {
    synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
        // 1. 检查是否已加载
        Class<?> c = findLoadedClass(name);
        if (c == null) {
            try {
                // 2. 先委托父加载器
                if (parent != null) {
                    c = parent.loadClass(name, false);
                } else {
                    c = findBootstrapClassOrNull(name);
                }
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                // 父类加载器无法完成加载
            }

            // 3. 父类无法加载时才自己加载
            if (c == null) {
                c = findClass(name);
            }
        }
        return c;
    }
}

2. 类加载流程图解

是

否

是

否

加载请求

已加载?

返回类

委派父加载器

父加载器成功?

自行加载

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四、打破双亲委派的场景

1. 历史案例：JDBC SPI

// DriverManager需要加载厂商实现
// 但核心类要调用应用类加载器加载的驱动
Thread.currentThread().setContextClassLoader(...);

2. 热部署实现

// 自定义类加载器不委派父加载器
protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) {
    // 直接自己加载，不委派
    Class<?> c = findClass(name);
    ...
}

3. OSGi模块化

// 每个Bundle有自己的类加载器
// 网状结构的类加载关系

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五、面试三大灵魂拷问

Q1：为什么需要破坏双亲委派？

答案：当高层需要调用低层实现时（如JDBC需要加载不同厂商驱动）

Q2：如何自定义类加载器？

关键步骤：

1. 继承ClassLoader
2. 重写findClass()方法
3. (可选)修改loadClass()打破委派

Q3：Tomcat如何实现应用隔离？

原理：每个WebApp使用独立的类加载器，优先自己加载

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六、最佳实践指南

1. 遵循原则：默认不破坏双亲委派
2. 热加载实现：

class HotSwapLoader extends ClassLoader {
    @Override
    protected Class<?> findClass(String name) {
        byte[] classData = loadByte(name); // 从文件读取
        return defineClass(name, classData, 0, classData.length);
    }
}

3. 资源释放：卸载类需要满足：
   • 无实例
   • 无引用
   • 类加载器可回收

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结语：类加载的智慧

双亲委派口诀：

类加载器有三亲，层层委托保安全；
启动扩展应用序，防止篡改核心篇；
特殊场景需打破，SPI热载显神通；
自定义器要谨慎，遵循规范最关键！

记住：双亲委派是Java安全的基石，理解它才能真正掌握类加载机制！