Java类加载器双亲委托模型概述

news2024/9/23 2:32:38

类加载器的双亲委派模型

模型图

加载原理

双亲委派模型的工作过程是：如果一个类加载器收到了类加载的请求，它首先不会自己去尝试加载这个类，而是把这个请求委派给父类加载器去完成，每一个层次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最顶层的启动类加载器中，只有当父加载器反馈自己无法完成这个加载请求（它的搜索范围中没有找到所需的类）时，子加载器才会尝试自己去完成加载。

实现代码

先检查请求加载的类型是否已经被加载过，
1. 若没有则调用父加载器的loadClass()方法，
2. 若父加载器为空则默认使用启动类加载器作为父加载器。
假如父类加载器加载失败，抛出ClassNotFoundException异常的话，才调用自己的findClass()方法尝试进行加载。

protected synchronized Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException
{
    // 首先，检查请求的类是否已经被加载过了
    Class c = findLoadedClass(name);
    if (c == null) {
        try {
        if (parent != null) {
            c = parent.loadClass(name, false);
        } else {
            c = findBootstrapClassOrNull(name);
        }
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            // 如果父类加载器抛出ClassNotFoundException
            // 说明父类加载器无法完成加载请求
        }
        if (c == null) {
            // 在父类加载器无法加载时
            // 再调用本身的findClass方法来进行类加载
            c = findClass(name);
        }
    }
    if (resolve) {
        resolveClass(c);
    }
    return c;
}

破坏双亲委派模型三种方式

【findClass()】双亲委派模型的第一次“被破坏”,JDK 1.2面世以前的“远古”时代。
1. 其实发生在双亲委派模型出现之前——即JDK 1.2面世以前的“远古”时代。
  1. 由于双亲委派模型在JDK 1.2之后才被引入，但是类加载器的概念和抽象类java.lang.ClassLoader则在Java的第一个版本中就已经存在，面对已经存在的用户自定义类加载器的代码，Java设计者们引入双亲委派模型时不得不做出一些妥协，为了兼容这些已有代码，无法再以技术手段避免loadClass()被子类覆盖的可能性，只能在JDK 1.2之后的java.lang.ClassLoader中添加一个新的protected方法findClass()，并引导用户编写的类加载逻辑时尽可能去重写这个方法，而不是在loadClass()中编写代码。
1. 【JNDI】双亲委派模型的第二次“被破坏”是由这个模型自身的缺陷导致的，有基础类型又要调用回用户的代码
  1. 双亲委派很好地解决了各个类加载器协作时基础类型的一致性问题（越基础的类由越上层的加载器进行加载），基础类型之所以被称为“基础”，是因为它们总是作为被用户代码继承、调用的API存在，但程序设计往往没有绝对不变的完美规则，如果有基础类型又要调用回用户的代码，那该怎么办呢？
  2. JNDI存在的目的就是对资源进行查找和集中管理，它需要调用由其他厂商实现并部署在应用程序的ClassPath下的JNDI服务提供者接口(ServiceProvider Interface，SPI)的代码，现在问题来了，启动类加载器是绝不可能认识、加载这些代码的，那该怎么办？
    1. 线程上下文类加载器(Thread Context ClassLoader)
      1. 通过java.lang.Thread类的setContext-ClassLoader()方法进行设置，
        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的话，那这个类加载器默认就是应用程序类加载器。
  3. 当SPI的服务提供者多于一个的时候，代码就只能根据具体提供者的类型来硬编码判断，为了消除这种极不优雅的实现方式，
    1. 在JDK 6时，JDK提供了java.util.ServiceLoader类，以META-INF/services中的配置信息，辅以责任链模式，这才算是给SPI的加载提供了一种相对合理的解决方案。
【OSGi实现模块化热部署】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而导致的，这里所说的“动态性”指的是一些非常“热”门的名词：代码热替换(Hot Swap)、模块热部署(Hot Deployment)等。
1. OSGi实现模块化热部署的关键是它自定义的类加载器机制的实现，每一个程序模块（OSGi中称为Bundle）都有一个自己的类加载器，当需要更换一个Bundle时，就把Bundle连同类加载器一起换掉以实现代码的热替换。在OSGi环境下，类加载器不再双亲委派模型推荐的树状结构，而是进一步发展为更加复杂的网状结构，当收到类加载请求时，OSGi将按照下面的顺序进行类搜索：
  1. 1)将以java.*开头的类，委派给父类加载器加载。
  2. 2)否则，将委派列表名单内的类，委派给父类加载器加载。
  3. 3)否则，将Import列表中的类，委派给Export这个类的Bundle的类加载器加载。
  4. 4)否则，查找当前Bundle的ClassPath，使用自己的类加载器加载。
  5. 5)否则，查找类是否在自己的Fragment Bundle中，如果在，则委派给Fragment Bundle的类加载器加载。
  6. 6)否则，查找Dynamic Import列表的Bundle，委派给对应Bundle的类加载器加载。