双亲委派机制SPI

news2024/11/18 17:39:36

SPI如何破坏双亲委派机制？可根据以下概念一步步深入

什么是双亲委派机制？

双亲委派机制是Java类加载器体系中采用的一种类加载策略，旨在保证类加载的安全性和稳定性。

这一机制规定了类加载的顺序和规则，即当一个类加载器收到类加载请求时，首先不会自己去尝试加载这个类，而是将这个任务委托给它的父类加载器去完成，只有当父加载器无法加载该类时（表现为抛出ClassNotFoundException），才会尝试自己加载。

优点：核心的包，谁也改变不了，保证了安全性。

缺点：在于它的隔离性，Bootstrap加载器无法去加载应用程序的类。（后面就引出SPI的概念）

1 先去自定义加载器加载，自定义加载器没有加载过这个类，委派给应用类加载器

2 应用类加载器也没有加载过这个类，委托给扩展类加载器

3 扩展类加载器没有加载过这个类，委托给根加载器，根加载器去rt.jar的包里去找需要加载的类，rt.jar包里没有，就让扩展类加载器去ext路径下去找

4 扩展类加载器也没有找到，就让应用类加载器去CLASSPATH下面找…

举例验证：当你自定义一个java.lang.String的类，去new这个对象时，加载的仍然是Java自带的String对象，而不是你自定义的String对象。（详细如下图）

什么是SPI?

SPI全称ServiceProviderInterface，是Java提供的一套用来被第三方实现或者扩展的接口，它可以用来启用框架扩展和替换组件。SPI的作用就是为这些被扩展的API寻找服务实现。

SPI使用方式？

1 定义一个接口，并创建它的实现类

2 然后在项目的src/main/resource/META-INF/services目录下创建一个与上述接口的全限定名一致的文件，在这个文件中写入接口的实现类的全限定名

3 运行时，会查找加载这些实现类。（比如下面举例的加载mysql驱动程序）

为什么你在自己的JDBC项目中没有找到META-INF/services/java.sql.Driver文件？

如果你的项目是直接使用像Spring Boot这样的现代框架，它们通常有自动配置或者依赖管理特性，能自动处理JDBC驱动的加载，而不需要你手动放置这个文件。特别是当你通过Maven或Gradle等构建工具管理依赖时，驱动的SPI配置已经是驱动包内部的事情，你的项目不需要直接包含这个文件。

什么是rt.jar?

rt.jar 是 Java Runtime Environment (JRE) 的一个核心组件，全称为 Runtime JAR

如何“破坏”？

SPI核心类在rt.jar 位于Bootstrap ClassLoader启动类加载器中，但是SPI需要实现来自不同厂商提供的数据库Driver实现类，而这些来自不同厂商的SPI接口实现类（如com.mysql.cj.jdbc.Driver）位于Application ClassLoader应用类加载器中

为何说“破坏”？

尽管SPI本身是由启动类加载器加载，但是它间接的通过应用类加载器加载第三方驱动类，绕过了严格的双亲委派机制

为什么要破坏？

因为使用双亲委派有一定的局限性，在正常情况下，用户代码一定是依赖核心类库的，所以双亲委派加载机制是没有问题的，但是在加载核心类库时，又要反过来使用用户代码，双亲委派就无法满足。这是什么样的一个场景呢？比如jdbc利用Driver.Manager.getConnection获取连接时，DriverManager是由根类加载器Bootstrap ClassLoader加载的，在加载DriverManager时，会执行其静态方法，加载驱动程序（也就是Driver接口的实现类），这些实现类都是由第三方数据库厂商提供，根据双亲委派原则，第三方类不可能被根类加载器加载

双亲委派机制源码解析？

这里forName进行加载类，forName方法的getClassLoader是获取caller对应的ClassLoader,caller就是指当前调用的forName方法的那个类，即ReflectionTest这个类，因为这个类是自己写的，所以在CLASSPATH路径下，获取到的加载器应该是应用类加载器（App ClassLoader）,解析去会尝试用应用类加载器加载Persion类

通过findLoadedClass(name)，去判断当前类加载器有没有加载过，没有加载过，并且parent加载器不为空，就调用parent加载器的loadClass方法…（由此递归）

当到根加载器调用loadClass方法的时候，由于根加载器没有parent，所以就执行findBootstrapClassOrNull(name)去尝试加载类，如果加载不到再让子类去加载

SPI破坏双亲委派机制- JDBC应用场景源码解析？

补充说明：Class.forName("com.ibm.db2.jcc.DB2Driver");这种写法源码里是获取的应用类加载器，这里没有问题，正常的做法。

但是java1.6开始，后期的SPI版本是不需要写这句代码的，即不需要显示的指定驱动程序，DriverManager会自动查找合适的驱动，从而引出SPI为什么会破坏双亲委派机制。

1 假设这里按照双亲委派的加载思想，这里ServiceLoader是属于rt包，属于根加载器，根加载器去加载mysql的驱动，肯定是找不到的，而且你也没有向下去委托扩展类加载器的路，因为你起步就是根加载器，没法往下递归了，根加载器加载不到，就结束了

2 但是，SPI这里并没有这样去做，而是从Thread.currentThread().getContextClassLoader()获取类加载器，这里获取到的是应用类加载器（为什么获取到应用类加载器？下面进行了详细解释），然后由应用类加载器完成加载

ClassLoader构造函数

获取系统的classLoader

初始化classLoader，从Launcher中获取ClassLoader

Launcher是干嘛的？Launcher是一个启动类，Lanucher创建了扩展类加载器，创建了应用类加载器，并把扩展类加载器添加成父类，并且把应用类加载器添加到当前线程的ContextClassLoader 即Thread.currentThread().SetContextClassLoader()