双亲委派机制原理详解

最新推荐文章于 2025-03-17 14:31:00 发布
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分类专栏： JVM 文章标签： java
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双亲委派机制确保类加载时由父类加载器先尝试加载，只有当父类加载器无法加载时才由子加载器加载，防止核心类被篡改。文章详细解释了工作原理，包括启动类加载器、扩展类加载器和应用程序类加载器的角色，以及该机制带来的避免重复加载和保护程序安全的优势。

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双亲委派机制

工作原理

  1. 如果一个类加载器收到了类加载请求，它并不会自己先去加载，而是把这个请求委托给父类的加载器去执行。
  2. 如果父类加载器还存在其父类加载器，则进一步向上委托，依次递归，请求最终到达顶层的启动类加载器。
  3. 如果父类加载器可以完成类加载任务，就成功返回。倘若父类加载器无法完成此加载任务，子加载器才会尝试自己去加载，这就是双亲委派机制。

在这里插入图片描述
src下创建java.lang包下的String类
在这里插入图片描述
测试类


public class StringTest {
   
    public static void main
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双亲委派机制_面试官：双亲委派机制的原理和作用是什么？
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JVM面试(一） java虚拟机：双亲委派机制 的工作原理
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什么是双亲委派机制,有什么好处
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双亲委派机制通过‌层级委托‌和‌优先使用父类加载器‌，解决了类重复加载、核心类库安全等问题，是 JVM 稳定性和安全性的基石。理解其原理对解决类冲突、自定义类加载器等场景至关重要。
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首先我们需要对虚拟机自带的加载器有一定的了解 Java虚拟机对class文件采用的是按需加载的方式，也就是说当需要使用该类时才会将它的class文件加载到内存生成class对象。而且加载某个类的class文件时，Java虚拟机采用的是双亲委派模式，即把请求交由父类处理，它是一种任务委派模式 如果一个类加载器收到了类加载请求，它并不会自己先去加载，而是把这个请求委托给父类的加载器去执行； 如果父类加载器还存在其父类加载器，则进一步向上委托，依次递归，请求最终将到达顶层的启动类加载器； 如果父类加载器可以完
阿里二面：双亲委派机制？原理？能打破吗？
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双亲委派机制（Parent Delegation Mechanism）是Java中的一种类加载机制。在Java中，类加载器负责加载类的字节码并创建对应的Class对象。双亲委派机制是指当一个类加载器收到类加载请求时，它会先将该请求委派给它的父类加载器去尝试加载。只有当父类加载器无法加载该类时，子类加载器才会尝试加载。这种机制的设计目的是为了保证类的加载是有序的，避免重复加载同一个类。
JVM类加载器和双亲委派机制详解
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Java 中的类加载器是由 JVM 运行时动态加载的，程序员通常无需直接操作类加载器。不过在一些特殊的情况下，我们可能需要使用自定义的类加载器来实现一些特殊的需求，比如实现热部署功能，从非标准的文件系统、数据库、网络等地方加载类文件。自定义 JVM 类加载器的一般步骤如下：定义自定义类加载器，一般需要继承 java.lang.ClassLoader 类，并实现 findClass() 方法来加载指定的类。在程序中通过自定义类加载器来加载指定的类。
二、Tomcat打破双亲委派机制
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首先我们思考一下：Tomcat是一个web容器，那么它要解决什么问题？ 1）、一个web容器可能需要部署两个应用程序，不同的应用程序可能会依赖同一个第三方类库的不同版本，不能要求同一个类库在同一个服务器只有一份，因此要保证每个应用程序的类库都是独立的，保证相互隔离。 2）、部署在同一个web容器中相同的类库相同的版本可以共享。否则如果服务器有10个应用程序，那么要有10份相同的类库加载器进虚拟机。 3）、web容器也有自己依赖的类库，不能与应用程序的类库混淆。基于安
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当编译器将 Java 源码编译为字节码之后，虚拟机便可以将字节码读取进内存，从而进行解析、运行等整个过程。我们将这个过程称为 Java 虚拟机的「类加载机制」。「类加载机制」中，通过类加载器（）来完成类加载的过程。JVM 中，类加载器默认使用双亲委派原则。双亲委派机制是一种任务委派模式，是 Java 中通过加载工具（）加载类文件的一种具体方式。具体表现为服务提供接口（SPI，
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双亲委派机制 工作原理和优势
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双亲委派机制 类加载机制 Java虚拟机对class文件采用的是按需加载的方式，当你使用到这个类的时候该类才会将它的class文件加载到内存中生成class对象。此过程java虚拟机采用的是双亲委派机制 **简单举例：** 我们自己创建一个java.lang.String类，并且使用这个类，但是我们却无法真正使用到这个自定义的String类，此过程中双亲委派机制起到了重要的作用。 我们自己创建的String类，是由AppClassLoader加载器加载的， 它先向上传递给它的父类加载器，即ExtCla
JVM 双亲委派机制的工作原理和优势
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Java虚拟机对class文件采用的是按需加载的方式，也就是说当需要使用该类时才会将它的class文件加载到内存生成class对象。而且加载某个类的class文件时，Java虚拟机采用的是双亲委派模式，即把请求交由父类处理,它是一种任务委派模式。 1 工作原理 1、如果一个类加载器收到了类加载请求，它并不会自己先去加载，而是把这个请求委托给父类的加载器去执行。 2、如果父类加载器还存在其父类加载器，则进一步向上委托，依次递归，请求最终将到达顶层的引导...
Java中双亲委派机制的实现原理
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在上文中我们了解到，应用程序都是由3种类加载器相互配合工作的，如果有要求，还可以加上自定义类加载器。而这些类加载器之间的关系如下图所示： 图中展示的类加载器之间的这种层次关系，有个专业的名称，叫做:双亲委派模型（Parents Delegation Model）。双亲委派模型要求除了顶层的启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）外，其他的类加载器都应该有自己的父类加载器。 在上文中已经解释了 Application ClassLoader、Extension ClassLoader 和 B
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JVM的三种类加载器 一、引导类加载器（Bootstrap ClassLoader） 这个类加载器是由C/C++实现的，嵌套在JVM内部。 它是用来加载java的核心类库，用于提供JVM自身需要的类。（JAVA_HOME/jre/lib/rt.jar、resources.jar或sun/boot/class/path路径下的内容） 不继承java.lang.ClassLoader，没有父加载器。...
双亲委派机制的原理及好处
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01-20 1725
原理：当一个类加载器收到加载类的任务时，会先让父类加载器去加载，父类加载器也会优先让本身的父类加载器去加载，依次类推，直至启动类加载器。 好处：这样做的好处就是避免类的重复加载，保护了核心的API库。 ...
解释一下java的双亲委派机制
02-27
<think>好的，我现在需要解释Java的双亲委派机制。首先，我要回忆一下相关的知识点。双亲委派模型是Java类加载器（ClassLoader）用来加载类的一种机制。它的核心思想是，当一个类加载器收到加载类的请求时，首先不会自己去尝试加载，而是把这个请求委派给父类加载器去完成。每一层的类加载器都是如此，因此所有的加载请求最终都应该传送到顶层的启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）。只有当父类加载器反馈自己无法完成这个加载请求（也就是它没有找到所需的类）时，子加载器才会尝试自己去加载。 接下来，我需要确认双亲委派的具体流程。首先，用户自定义的类加载器（比如应用程序类加载器AppClassLoader）在加载一个类时，会先检查是否已经被加载过。如果没有，就委派给扩展类加载器（Extension ClassLoader）。扩展类加载器同样会先检查自己是否已经加载过该类，如果没有，继续委派给启动类加载器（Bootstrap ClassLoader）。如果启动类加载器无法加载（比如在它的路径下找不到该类），则扩展类加载器会尝试加载。如果扩展类加载器也加载不了，才会由应用程序类加载器尝试加载。如果应用程序类加载器也加载失败，就会抛出ClassNotFoundException。 然后，我需要思考双亲委派机制的好处。主要有两点：一是避免重复加载类，当父加载器已经加载了该类时，子加载器就不需要再加载一次，确保了类的唯一性；二是安全性，防止核心的Java类库被篡改，比如用户自定义了一个java.lang.String类，由于双亲委派机制的存在，这个类不会被加载，因为启动类加载器已经加载了核心的String类。 可能还要提到类加载器的层次结构。启动类加载器是最顶层的，负责加载JAVA_HOME/lib目录下的核心类库。扩展类加载器负责加载JAVA_HOME/lib/ext目录下的类。应用程序类加载器负责加载用户类路径（classpath）上的类。用户还可以自定义类加载器，继承自ClassLoader类，覆盖findClass方法来实现自己的加载逻辑。 需要注意的是，双亲委派模型并不是强制性的约束，而是Java设计者推荐的一种规范。用户可以通过重写loadClass方法来实现不同的加载逻辑，但这可能会破坏双亲委派机制。例如，Tomcat服务器为了支持Web应用的类隔离，就重写了类加载器的行为，优先加载自己目录下的类，而不是先委派给父加载器。 另外，Java模块化系统（如Java 9引入的JPMS）对类加载机制也有一定的影响，但双亲委派的基本原理仍然适用。在模块化系统中，类加载器可能需要考虑模块路径和模块间的依赖关系，但整体的委派机制没有根本性改变。 最后，应该举一个例子来说明双亲委派的流程。比如用户写了一个HelloWorld类，当运行这个程序时，应用程序类加载器会先委派给扩展类加载器，再委派给启动类加载器。启动类加载器在核心库中找不到HelloWorld类，于是扩展类加载器尝试在自己的路径下找，仍然找不到，最后应用程序类加载器在classpath中找到并加载这个类。 可能还需要提到破坏双亲委派的例子，比如JNDI服务使用线程上下文类加载器（TCCL）来实现逆向委派，因为JNDI的核心接口由启动类加载器加载，但具体的实现可能在应用类路径下，需要由应用类加载器加载。这种情况下，就需要打破双亲委派模型，通过TCCL来加载实现类。 总结一下，双亲委派机制是Java类加载的重要机制，确保了类的安全性和唯一性，但也可以通过自定义类加载器来打破这种机制，满足特定的需求。</think>--- ### Java双亲委派机制详解 #### 一、核心概念 **双亲委派模型（Parent Delegation Model）** 是Java类加载器（`ClassLoader`）的核心工作机制，其核心规则为： - **向上委派**：当类加载器收到加载请求时，**优先将请求传递给父类加载器** - **向下阻断**：只有父加载器无法完成加载时，子加载器才会尝试自己加载 --- #### 二、类加载器层级结构 | 加载器类型 | 加载路径 | 实现语言 | 代码示例 | |-------------------------|-----------------------------------|----------|------------------------------| | **Bootstrap ClassLoader** | `JAVA_HOME/jre/lib` 核心库 | C++ | 无Java代码实现 | | **Extension ClassLoader** | `JAVA_HOME/jre/lib/ext` 扩展库 | Java | `sun.misc.Launcher$ExtClassLoader` | | **Application ClassLoader** | Classpath用户类 | Java | `sun.misc.Launcher$AppClassLoader` | --- #### 三、完整加载流程 ```mermaid sequenceDiagram participant 用户代码 participant AppClassLoader participant ExtClassLoader participant BootstrapClassLoader 用户代码->>AppClassLoader: 请求加载类X AppClassLoader->>ExtClassLoader: 父级能加载吗？ ExtClassLoader->>BootstrapClassLoader: 父级能加载吗？ BootstrapClassLoader-->>ExtClassLoader: 加载失败 ExtClassLoader-->>AppClassLoader: 加载失败 AppClassLoader->>AppClassLoader: 自己尝试加载 alt 加载成功 AppClassLoader-->>用户代码: 返回Class对象 else 加载失败 AppClassLoader-->>用户代码: ClassNotFoundException end ``` --- #### 四、关键源码解析（简化版） ```java // java.lang.ClassLoader 的 loadClass 方法 protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException { synchronized (getClassLoadingLock(name)) { // 1. 检查是否已加载 Class<?> c = findLoadedClass(name); if (c == null) { try { // 2. 优先委派给父加载器 if (parent != null) { c = parent.loadClass(name, false); } else { c = findBootstrapClassOrNull(name); } } catch (ClassNotFoundException e) {} if (c == null) { // 3. 父加载器无法加载时自行加载 c = findClass(name); } } return c; } } ``` --- #### 五、设计优势 1. **避免重复加载** - 通过层级校验确保每个类**全局唯一** - 示例：`java.lang.Object` 只会由Bootstrap加载器加载一次 2. **保护核心类库安全** - 防止用户伪造核心类（如自定义`java.lang.String`） - 尝试加载伪造类时会因父加载器已加载正版类而直接拒绝 3. **灵活扩展机制** - 允许通过自定义类加载器实现： - 热部署（如Tomcat重载Web应用） - 模块化隔离（如OSGi框架） --- #### 六、打破双亲委派的典型场景 | 场景 | 实现方式 | 应用案例 | |---------------------------|-----------------------------------|------------------------| | **JNDI服务发现** | 线程上下文类加载器（TCCL） | JDBC驱动加载 | | **OSGi模块化** | 网状类加载器结构 | Eclipse插件体系 | | **热部署** | 自定义类加载器+版本控制 | Tomcat Web应用重载 | **示例：Tomcat类加载器结构** ``` Bootstrap ↑ System ↑ Common ↗↖ WebApp1 WebApp2 ``` - **WebApp类加载器**：优先加载`/WEB-INF/classes`，未找到再委派给父加载器 --- #### 七、JDK 9+ 模块化系统的影响 1. **模块路径（Modulepath）** 替代类路径（Classpath） 2. **层级化模块依赖**：通过`module-info.java`声明依赖关系 3. **类加载优化**： - 启动类加载器可直接加载模块中的类 - 未导出的包即使通过反射也无法访问 --- #### 八、开发建议 1. **避免重写loadClass()**：如需自定义加载逻辑，应重写`findClass()` 2. **谨慎使用TCCL**：理解线程上下文类加载器的作用范围 3. **模块化开发**：JDK 9+项目推荐使用模块化封装 通过双亲委派机制，Java实现了类加载的**安全性**与**高效性**的统一，成为Java生态稳定性的重要基石。
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