java中双亲委派详解

news2025/2/22 6:10:59

什么是双亲委派机制？

双亲委派机制（Parent Delegation Model）是Java类加载器（ClassLoader）加载类时的一种策略。它的核心思想是：当一个类加载器收到加载类的请求时，不会立即自己加载，而是先将请求委派给父类加载器处理。只有当父类加载器无法完成加载时，子类加载器才会尝试自己加载。

1. 双亲委派机制的核心思想

双亲委派机制的核心思想可以用一句话概括：“先让父类加载器尝试加载类，父类加载器无法完成时，才由子类加载器自己加载。”

这种机制是一种层次化的类加载模型，每个类加载器都有一个父类加载器（除了顶层的Bootstrap ClassLoader）。类加载器在加载类时，会按照以下步骤进行：

委派：将加载请求委派给父类加载器。
检查：父类加载器检查是否已经加载过该类。
加载：如果父类加载器无法加载，子类加载器才会尝试加载。

2. 类加载器的层次结构

Java中的类加载器是一个树形结构，分为以下几层：

（1）Bootstrap ClassLoader（启动类加载器）

职责：加载JVM核心类库（如java.lang.*、java.util.*等），这些类库位于JAVA_HOME/lib目录下。
特点：
- 由C++实现，是JVM的一部分。
- 没有父类加载器（它是类加载器树的根节点）。
- 无法在Java代码中直接获取（返回null）。

（2）Extension ClassLoader（扩展类加载器）

职责：加载JAVA_HOME/lib/ext目录下的类库，或者由java.ext.dirs系统属性指定的目录。
特点：
- 由Java实现，对应的类是sun.misc.Launcher$ExtClassLoader。
- 父类加载器是Bootstrap ClassLoader。

（3）Application ClassLoader（应用程序类加载器）

职责：加载用户类路径（ClassPath）上的类库。
特点：
- 由Java实现，对应的类是sun.misc.Launcher$AppClassLoader。
- 父类加载器是Extension ClassLoader。
- 是默认的类加载器，负责加载用户编写的类。

（4）自定义类加载器

职责：用户可以通过继承ClassLoader类，实现自定义的类加载逻辑。
特点：
- 父类加载器通常是Application ClassLoader。
- 可以打破双亲委派机制，实现特定的类加载需求。

3. 双亲委派的工作流程

当一个类加载器收到加载类的请求时，会按照以下步骤执行：

检查是否已加载：
- 类加载器首先检查自己是否已经加载过该类。如果已经加载，直接返回该类。
委派给父类加载器：
- 如果未加载，将加载请求委派给父类加载器。
- 父类加载器重复同样的过程，继续向上委派，直到Bootstrap ClassLoader。
父类加载器尝试加载：
- 如果父类加载器能够加载该类，加载过程结束。
- 如果父类加载器无法加载，子类加载器才会尝试自己加载。
子类加载器尝试加载：
- 如果子类加载器也无法加载，抛出ClassNotFoundException。

4. 双亲委派的代码实现

双亲委派机制的实现主要在ClassLoader类的loadClass方法中。以下是简化版的源码分析：

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve) throws ClassNotFoundException {
    synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
        // 1. 检查是否已经加载过该类
        Class<?> c = findLoadedClass(name);
        if (c == null) {
            try {
                // 2. 委派给父类加载器
                if (parent != null) {
                    c = parent.loadClass(name, false);
                } else {
                    // 如果父类加载器为null，说明是Bootstrap ClassLoader
                    c = findBootstrapClassOrNull(name);
                }
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                // 父类加载器无法加载，忽略异常
            }

            // 3. 父类加载器无法加载时，自己尝试加载
            if (c == null) {
                c = findClass(name);
            }
        }
        // 4. 如果需要解析，解析该类
        if (resolve) {
            resolveClass(c);
        }
        return c;
    }
}