类加载的机制过程分为以下:加载、验证、准备、解析、初始化等。
在第一步的加载环节,Java类加载器有四种:Bootstrap类加载器、Extention 类加载器、Application类加载器、Custom自定义类加载器,其中会涉及“双亲委派”模式。
一、双亲委派的概念
双亲委派模式是在Java 1.2后引入的,其工作原理的是,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,这就是双亲委派模式。
二、双亲委派的好处
1、每一个类都只会被加载一次,避免了重复加载。
2、每一个类都会被尽可能的加载(从引导类加载器往下,每个加载器都可能会根据优先次序尝试加载它)。
3、有效避免了某些恶意类的加载(比如自定义了Java.lang.Object类,一般而言在双亲委派模型下会加载系统的Object类而不是自定义的Object类)。
三、如何破坏双亲委派模型
1、双亲委派模型的第一次“被破坏”是重写自定义加载器的loadClass(),jdk不推荐。一般都只是重写findClass(),这样可以保持双亲委派机制。而loadClass方法加载规则由自己定义,就可以随心所欲的加载类。
2、双亲委派模型的第二次“被破坏”是ServiceLoader和Thread.setContextClassLoader()。即线程上下文类加载器(contextClassLoader)。双亲委派模型很好地解决了各个类加载器的基础类统一问题(越基础的类由越上层的加载器进行加载),基础类之所以被称为“基础”,是因为它们总是作为被调用代码调用的API。但是,如果基础类又要调用用户的代码,那该怎么办呢?线程上下文类加载器就出现了。
- SPI。这个类加载器可以通过java.lang.Thread类的setContextClassLoader()方法进行设置,如果创建线程时还未设置,它将会从父线程中继承一个;如果在应用程序的全局范围内都没有设置过,那么这个类加载器默认就是应用程序类加载器。有了线程上下文类加载器,JNDI服务使用这个线程上下文类加载器去加载所需要的SPI代码,也就是父类加载器请求子类加载器去完成类加载动作,这种行为实际上就是打通了双亲委派模型的层次结构来逆向使用类加载器,已经违背了双亲委派模型,但这也是无可奈何的事情。Java中所有涉及SPI的加载动作基本上都采用这种方式,例如JNDI、JDBC、JCE、JAXB和JBI等。
- 线程上下文类加载器:默认情况下就是AppClassLoader,那为什么不直接通过getSystemClassLoader()获取类加载器来加载classpath路径下的类的呢?其实是可行的,但这种直接使用getSystemClassLoader()方法获取AppClassLoader加载类有一个缺点,那就是代码部署到不同服务时会出现问题,如把代码部署到Java Web应用服务或者EJB之类的服务将会出问题,因为这些服务使用的线程上下文类加载器并非AppClassLoader,而是Java Web应用服自家的类加载器,类加载器不同。,所以我们应用该少用getSystemClassLoader()。总之不同的服务使用的可能默认ClassLoader是不同的,但使用线程上下文类加载器总能获取到与当前程序执行相同的ClassLoader,从而避免不必要的问题。
3、双亲委派模型的第三次“被破坏”是由于用户对程序动态性的追求导致的,这里所说的“动态性”指的是当前一些非常“热门”的名词:代码热替换、模块热部署等,简答的说就是机器不用重启,只要部署上就能用。