双亲委派机制,+

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。

类加载器的类别

BootstrapClassLoader(启动类加载器)

c++编写,加载java核心库 java.*,构造ExtClassLoaderAppClassLoader。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jrejavax.*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

源码分析

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

 

双亲委派机制的作用

1、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。

### Java 类加载器中的双亲委派机制原理及作用 #### 什么是双亲委派机制双亲委派机制是一种类加载的层级结构,规定了当一个类加载器收到类加载请求时,它不会直接去加载这个类,而是将请求委托给父类加载器完成。只有当父类加载器无法加载该类时,子类加载器才会尝试自己加载[^2]。 #### 双亲委派机制的工作流程 当一个类加载器需要加载某个类时,它会按照以下顺序进行操作: 1. 检查该类是否已经被加载过。如果已经加载,则直接返回已加载的类。 2. 如果未加载,则将类加载请求交给其父类加载器处理。 3. 父类加载器重复上述过程,直到到达顶层的启动类加载器(Bootstrap ClassLoader)。 4. 如果父类加载器无法加载该类,则当前类加载器尝试自己加载。 这种机制确保了类的加载具有全局唯一性,避免了不同类加载器加载相同类时可能出现的冲突问题[^3]。 #### 双亲委派机制的作用 1. **安全性**:通过双亲委派机制,Java 核心库中的类只能由启动类加载器加载,防止用户自定义类覆盖核心库中的类[^2]。 2. **一致性**:保证了类在 JVM 中的唯一性,避免了因类加载器不同而导致的类冲突问题[^3]。 3. **可扩展性**:允许开发者通过自定义类加载器实现特定需求,同时保持与标准类加载器的兼容性[^4]。 #### 双亲委派机制的实现 双亲委派机制的核心实现在 `ClassLoader` 类的 `loadClass` 方法中。以下是简化版的代码示例: ```java protected synchronized Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException { // 首先检查是否已经加载过 Class<?> clazz = findLoadedClass(name); if (clazz == null) { try { // 委托给父类加载器 if (parent != null) { clazz = parent.loadClass(name, false); } else { // 如果没有父类加载器,则使用启动类加载器 clazz = findBootstrapClassOrNull(name); } } catch (ClassNotFoundException e) { // 父类加载器无法加载时,尝试自己加载 clazz = findClass(name); } } if (resolve) { resolveClass(clazz); } return clazz; } ``` #### 打破双亲委派机制 虽然双亲委派机制具有诸多优点,但在某些特殊场景下可能需要打破这一机制。例如,JNDI、JDBC、JCE、JAXB 和 JBI 等框架使用了 SPI 机制和线程上下文类加载器来加载特定的实现类[^1]。可以通过重写 `loadClass` 方法或使用线程上下文类加载器实现自定义加载逻辑。 以下是一个简单的示例,展示如何重写 `loadClass` 方法以打破双亲委派机制: ```java public class MyClassLoader extends ClassLoader { @Override protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException { // 自己优先加载 Class<?> clazz = findClass(name); if (resolve) { resolveClass(clazz); } return clazz; } @Override protected Class<?> findClass(String name) throws ClassNotFoundException { // 实现自己的类加载逻辑 byte[] classData = loadClassData(name); if (classData == null) { throw new ClassNotFoundException(); } else { return defineClass(name, classData, 0, classData.length); } } private byte[] loadClassData(String className) { // 模拟从文件系统加载类数据 return new byte[0]; } } ``` #### 双亲委派机制的优缺点 - **优点**: - 提高了类加载的安全性和一致性。 - 避免了类的重复加载。 - **缺点**: - 在某些特殊场景下可能导致类加载失败,需要通过自定义方式解决[^1]。
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